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不锈钢复合管护栏冲击韧性和脆化断口形貌特征

不锈钢复合管护栏采用焊接热模拟技术、金相显微镜、扫描电镜对耐磨复合钢管进行室温冲击韧性试验，研究了耐磨复合钢板在不同焊接热循环下的组织和力学性能变化规律，观察耐磨复合钢管的显微组织、冲击韧性和断口形貌特征。

耐磨复合钢管焊接加热温度在900℃以上易因奥氏体晶粒粗大导致其组织脆化，由于晶粒粗大，且产生了贝氏体、未回火马氏体和M-A组元等非平衡组织，耐断口呈现典型的准解理形貌特征。随着焊接热输入的增加，耐磨钢管的强韧性降低，热影响区除回火软化区外均发生脆化现象，而在900℃以下的焊接加热仍能保持较好的室温冲击韧性，断口呈现均匀细小的韧窝断口特征。当峰值温度为950℃，冲击韧性较低的原因是该区产生了未回火马氏体和块状铁素体，当热输入为10kJ/cm左右时，焊接粗晶热影响区的显微组织以贝氏体铁素体和粒状贝氏体为主，奥氏体晶粒粗大及奥氏体柱状晶都能够降低焊缝的韧性。耐磨复合钢管的热影响区焊接热影响区中冲击韧性较差的区域，中高含量的强碳、氮化物形成元素高温状态重新固溶后。

热影响区脆化是由于晶粒的粗化以及粒状贝氏体、上贝氏体、M-A组元等非平衡中低温转变产物数量增多造成的，在奥氏体中的扩散速度滞后于晶界的迁移速度，以及块状铁素体的存在，进而产生过饱和的室温组织是引起组织脆化，其冲击韧性损失达母材的94.5%，脆化现象最严重。

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不锈钢与碳钢比较

1、不锈钢密度

碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢，而略低于奥氏体型不锈钢；

2、不锈钢电阻率

电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增；

3、线膨胀系数大小的排序也类似，奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小；

4、碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性，奥氏体型不锈钢无磁性，但其冷加工硬化生成马氏体相变时将会产生磁性，可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。

奥氏体型不锈钢与碳钢相比，具有下列特点：

1）高的电阻率，约为碳钢的5倍。

2）大的线膨胀系数，比碳钢大40%，并随着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高。

3）低的热导率，约为碳钢的1/3。

不锈钢本身具有耐腐蚀性能好，在高温下不锈钢仍能保持其优良的物理机械性能等特点，在3d打印领域也被广泛使用。

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