1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
{title}1.1 课题研究及应用背景双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，DSS）自20世纪30年代在瑞典问世以来，已发展了三代。
第一代双相不锈钢是基于奥氏体不锈钢发展而来的，为改善奥氏体不锈钢的应力腐蚀破坏敏感性，各国开始研发双相不锈钢，其中以瑞典在上世纪60年代中期研发的3RE60钢为代表，该类型钢耐应力腐蚀性能强，含碳量低[1]，含Cr量为18%。
但在焊接过程中，热影响区极易产生单相铁素体，降低不锈钢耐晶间和应力腐蚀性能。
氩氧脱碳（AOD）和真空氧脱碳（VOD）等二次精炼技术在上世纪70年代得到迅速发展，使含碳量超低（≤0.03%）的钢更容易获得，这也是第二代双相不锈钢主要的成分特点，同时，加入的奥氏体形成元素N，可以在保持双相不锈钢腐蚀性能的前提下，提高其强度[2]。
而且，N可以促进焊接过程中奥氏体形成，减小了铁素体转变的倾向。
第三代双相不锈钢基于2205双相不锈钢研发而来，又称超级双相不锈钢（Super DSS），出现于上世纪80年代，代表牌号有SAF2507等[3]。
该类钢含碳量特低（0.01%- 0.02%），含较高的Mo和N，铁素体体积分数为40%-50%。
耐孔蚀当量PREN值（Cr% 3.3Mo% 16N%）大于40[4]。
我国双相不锈钢的研发开始于70年代中期，相关科研单位以钢铁研究总院[3]为代表，开发的00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢已纳入国家标准GB/T 1220-2007、GB/T 3280-2007、GB/T 4237-2007[3]。
五二研究所利用稀土元素改性，用镍代替氮，研制成功了综合性能良好的新型双相不锈钢SG52[5]。
双相不锈钢因其优良的力学性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于对材料力学性能和耐腐蚀能力要求苛刻的环境中，例如造船、石化、军事工业、海水淡化等领域[6~7]。
双相不锈钢多采用手工电弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）、熔化极气体保护焊（GMAW）等[8]常规的焊接方法时，首先，会因热源输入不集中，造成组织分布不均匀、晶粒粗化、两相比例失衡、脆性相析出等[9]，降低接头的力学性能和耐腐蚀性能；其次，常规焊接由于施焊设备大，焊接结构件需开较大的坡口，增加焊接接头的内应力[10~12]。
1.2 国内外双相钢焊接的研究现状1.2.1关于TIG焊TIG 焊（Tungsten Inert Gas Welding）非熔化极惰性气体保护电弧焊[13]，是一种较好的不锈钢焊接工艺方法。
焊接时工件与电源的正极相连，焊炬中的钨极作为负极，保护气从钨极附近的管中源源不断地喷射而出，在电弧四周形成一个惰性气体保护层以排开焊缝周围的空气，使电极、熔池和附近的热影响区减少来自空气中的氧气和水分等物质的干扰，从而形成优质的焊接接头。
钨极氩弧焊具有焊接质量高，可以用于焊接那些易氧化的金属材料，且焊接工艺性好，没有跳弧和炸弧的现象、没有飞溅、焊缝成形规整；可以用于各个位置的焊接。
然而，传统的TIG因其自身条件的限制，往往得到的焊缝熔深较浅，熔宽较大。
针对这个问题，在上世纪 60 年代，由乌克兰开发的活性焊剂 TIG（A-TIG）焊极大的改善了TIG焊接工艺的熔透能力[14]，主要是通过在表面涂抹经过处理的氧化物和氟化物，来提高电弧热量，增大熔透能力，但会使钨针发生严重的氧化。
针对这个问题，近年来又研发了一种新的焊接方法，AA-TIG 焊，他的保护气分为外保护气和内保护气，外保护气主要是惰性性气体和一些氧化物，内保护气则为纯惰性气体，其原理示意图如图 1.1 所示。
图1.1 双层保护气焊接的示意图国内学者在前人研究的基础上，通过大量实践，利用两把焊枪，一把为主一把为辅，通过为辅的焊枪引入一定的活性气体来实现提高熔透能力，经过处理的氧化物涂敷[15~18]。
1.2.2 国内外双相不锈钢研究现状胡礼木[19]对5种DSS电阻对焊接头的抗点蚀性能和力学性能进行了研究。
发现在焊接DSS，电阻对焊可以获得优良抗点蚀性能和力学性能的焊接接头。
朱金胜等人[20]对UNS S32101双相不锈钢SMAW焊接工艺进行了研究，通过对UNS S32101双相不锈钢进行SMAW焊接实验，验证了SMAW焊接方法的可行性和有效性，并发现合理选择焊接材料、减小焊接电流、采用多层多道焊技术、严格控制焊接层间温度和热输入，可以使焊接接头具有良好的力学性能。
王皓等人[21]对2101双相不锈钢接头进行焊后热处理实验，对其组织和性能进行研究，发现2101双相不锈钢焊接接头存在敏感温度，不合适的焊接工艺易引起接头中析出Cr2N相，造成相比例失调，降低焊接接头力学性能。
通过进一步的实验发现，对2101焊接接头进行1050℃的固溶处理，可以消除沉淀相，均衡两相比例。
Sieurin Henrik 等人[22]采用合理工艺参数的SAW方法得到的DSS（2205）的焊件，焊后经过空冷的接头中，两相比例较均衡，铁素体晶内没有脆性金属间沉淀物析出。
Muthupandi V 等人[23]利用电子束焊焊接DSS,焊后快速冷却减少了奥氏体比例，并且改变了3种不同奥氏体形态的比例。
Muthupandi V等人[24]研究了Ni和N元素对电子束焊和激光焊的影响，结果表明,Ni和N对微观组织、两相比例和冲击韧性有显著影响,但对硬度影响不大。
Sun Z等人[25]研究了一种双弧焊接技术，如图1-1所示，结果表明，使用双弧焊接技术可以得到成形性良好的焊缝。
Capello E 等人[26]在焊后用同源激光束进行表面处理。
通过表面处理和优化工艺参数，使焊后的微观组织和元素分配接近2205双相不锈钢母材金属，使焊缝具有较好的组织结构和性能。
K. D. Ramkumar等人[27]研究了UNS 532750超级双相不锈钢GTAW的最优工艺参数和在最优参数下的组织、力学性能。
另外，还有很多学者研究了焊接热影响区微观组织随不同峰值温度的变化规律。
1.3课题的主要研究内容由于双相不锈钢的焊接接头受到热输入量差异、焊后固溶处理与否等因素的影响，很容易引起显微组织中两相比例的差异，从而导致其冲击韧性下降。
本课题尝试使用在保护气体中适量活性气体的大熔深高效TIG焊接法对双相不锈钢进行焊接，以探究对接头冲击性能的影响。
参考文献：[1]孙长庆.双相不锈钢的发展性能与应用(一)[J].化工设备设计, 1998(05):46-51.[2]李志军,陈湘茹,孙卿卿,等.双相不锈钢的研究与发展[J]铸造技术,2011,32(9):1320-1323.[3]吴天海. 2205双相不锈钢中σ相的析出及其对组织性能的影响[D]. 东北大学,2013.[4]高娃, 罗建民, 杨建君. 双相不锈钢的研究进展及其应用[J]. 兵器材料科学与工程, 2005, 28(3):61-64. [5]孙文山. 双相不锈钢的进展及其在工业中的应用[J]. 兵器材料科学与工程,2001.24(4):49-53. [6]江来珠,张伟,王治宇. 经济型双相不锈钢的研发进展[J].钢铁研究学报,2013,25(04):1-8.[7]C. L. John, J. K. Damian, 利波尔德等. 不锈钢焊接冶金学及焊接性[M]. 机械工业出版社, 2008:211-232.[8]张豪,董飞,陈继志. 双相不锈钢研究进展[J].材料开发与应用,2008(02):57-60.[9]K. D. Ramkumar, D. Mishra, B. G. Raj, et al. Effect of optimal weld parameters in the microstructure and mechanical properties of autogeneous gas tungsten are weldments of super-duplex stainless steel UNS 532750[J]. Materials （2）对两种焊接试件分别取样进行金相实验、观察其金相并分析对照，看在保护气成分不同的情况下焊接接头的组织是否有所改变。
（3）对二者和母材分别取样并进行力学冲击试验，对实验结果进行分析，计算三者的冲击功，做出冲击曲线图。
（4）根据相关文献，结合自己的实验结果得出对接头冲击性能的影响规律，探究影响是否在可接受范围内，对在保护气中添加氧气来获得大熔深的方式的可行性做出评判。
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
