316H堆焊UNS N10003合金参数优化、组织和硬度的研究

杨飞^1,2，黎超文²，李志军²，蒋力²，叶祥熙²，刘芳¹

1. 上海理工大学材料科学与工程学院2. 中国科学院上海应用物理研究所

摘 要：研究异种合金焊接可以降低熔盐堆结构材料的成本并确保其安全性,本文采用钨极氩弧焊（GTAW）工艺,在316H不锈钢表面堆焊一层耐高温熔盐腐蚀的UNS N10003合金,优化了焊接工艺参数,通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、维氏硬度计等研究了堆焊层及界面的形貌、组织和硬度,为进一步研究多层、多道堆焊提供理论依据。研究结果表明:当电流一定时,稀释率随送丝速度的增加而减小,堆焊层高度随送丝速度的增加而增加,当送丝速度一定时,改变电流大小,堆焊层高度的变化范围为0.2～0.5 mm。堆焊层界面处可以细分为对流混合区（WM）、非对流混合区（UZ）和热影响基体区（BM）。堆焊层主要为奥氏体组织,在WM区有大量富Mo的M₂C碳化物析出,UZ区的析出相主要是δ铁素体;316H基体区和WM区硬度分别为（160±10）HV和（202±11）HV,在γ基体的枝晶界上分布着尺寸细小的骨架状碳化物导致WM区硬度升高。

关键词：堆焊层;稀释率;参数优化;微观组织;316H奥氏体不锈钢;UNS N10003高温镍基合金;