Influence of post-weld heat treatment on microstructure and properties of laser-welded 17-4PH/HR-2 dissimilar stainless-steel joints

Vollständiger Abstract

Worum geht es in dieser Arbeit?

Лазерная сварка разнородных нержавеющих сталей часто приводит к микроструктурной неоднородности и нестабильности эксплуатационных характеристик сварных соединений из-за их быстрого затвердевания. В данном исследовании лазерная сварка использована для соединения аустенитной стали HR-2 (Х20Н8Г9) и мартенситной нержавеющей стали 17-4PH (09Х17Н7Ю1) с последующей послесварочной термической обработкой (ПСТО) при 760 и 1050 °C. Выполнено систематическое исследование микроструктуры, механических свойств и коррозионной стойкости сварных соединений. В сварном соединении наблюдалась ферритная микроструктура, обусловленная быстрым затвердеванием. После ПСТО при 760 °C произошло частичное превращение феррита в аустенит, сопровождающееся осаждением мелкодисперсных и равномерно распределенных карбидов (Cr, Fe)23C6. Эти карбиды эффективно закрепляли границы зерен и повышали микроструктурную стабильность. В результате ПСТО по такому режиму достигнуто сочетание высоких механических свойств сварного соединения: предел прочности на растяжение 857 ± 0,5 МПа, ударная вязкость 178 Дж и микротвердость 250 ± 5 HV. В отличие от этого, послесварочная термическая обработка при 1050 °C привела к образованию преимущественно аустенитной структуры со значительным укрупнением зерен. Электрохимические измерения показали, что условия термической обработки при 760 °C обеспечивают наименьшую плотность коррозионного тока и наилучшую коррозионную стойкость. Полученные результаты исследования позволяют понять взаимосвязь между процессом ПСТО, микроструктурой и свойствами и сформулировать практические рекомендации для оптимизации параметров термической обработки сварных соединений из разнородных нержавеющих сталей.