本課題研究了W6Mo5Cr4V2高速鋼與16Mn鋼的焊接,針對(duì)高速鋼焊接中裂紋缺陷,分析缺陷成因。選用球化退火后施焊、添加中間層方法優(yōu)化接頭性能,防止裂紋產(chǎn)生。同時(shí)對(duì)接頭組織、力學(xué)性能進(jìn)行了研究分析。通過(guò)對(duì)W6高速鋼/16Mn鋼直接焊接發(fā)現(xiàn),焊縫組織為馬氏體、殘余奧氏體、鐵素體、共晶碳化物;W6側(cè)熱影響區(qū)存在網(wǎng)狀共晶碳化物,同時(shí)馬氏體產(chǎn)生了二次硬化;整個(gè)接頭焊后處于高應(yīng)力狀態(tài),W6側(cè)熱影響區(qū)與焊縫底部出現(xiàn)應(yīng)力集中,在脆性組織與高應(yīng)力雙重作用下,于W6熱影響區(qū)產(chǎn)生貫穿裂紋使接頭失效。通過(guò)預(yù)置Ni中間層施焊,獲得了無(wú)缺陷的W6/16Mn接頭。焊縫組織由類奧氏體形態(tài)的鐵鎳固溶體與極少沿晶界分布碳化物組成;獲得無(wú)缺陷接頭抗拉強(qiáng)度達(dá)378MPa,剪切強(qiáng)度達(dá)485MPa;接頭高應(yīng)力狀態(tài)在預(yù)置Ni中間層焊后獲得了較大緩解,同時(shí)焊縫下部W6側(cè)橫向應(yīng)力集中與焊縫下部豎直方向應(yīng)力集中趨勢(shì)降低,預(yù)置Ni中間層降低殘余應(yīng)力對(duì)W6/16Mn接頭裂紋缺陷抑制具有明顯優(yōu)化作用。通過(guò)球化退火使碳化物彌散球化析出,使基體組織轉(zhuǎn)化為鐵素體組織后施焊W6/16Mn,接頭開裂傾向降低,采用下聚焦的方式增大底部熱輸入、同時(shí)進(jìn)行... 

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 W6/16MN鋼的焊接難點(diǎn)與特性分析
    1.3 高速鋼的焊接國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 摩擦焊
        1.3.2 擴(kuò)散焊
        1.3.3 釬焊
        1.3.4 激光焊
        1.3.5 真空電子束焊
        1.3.6 其他焊接方法
        1.3.7 高速鋼中的碳化物與熱處理研究
        1.3.8 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述簡(jiǎn)析
    1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及方法
    2.1 試驗(yàn)材料
    2.2 試驗(yàn)設(shè)備、工藝及方法
    2.3 分析測(cè)試方法與設(shè)備
        2.3.1 顯微組織及相組成分析
        2.3.2 接頭力學(xué)性能分析
    2.4 溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬
        2.4.1 有限元模型的建立
        2.4.2 熱源模型的建立與校核
        2.4.3 初始條件與邊界條件
        2.4.4 材料熱物理參數(shù)的選擇
第3章 W6/16MN電子束焊接性及接頭開裂分析
    3.1 焊接接頭成形分析
        3.1.1 焊接接頭表面成形分析
        3.1.2 焊接接頭截面成形分析
    3.2 焊接接頭組織分析
        3.2.1 焊縫區(qū)組織特征
        3.2.2 焊縫區(qū)組織凝固模型
        3.2.3 熱影響區(qū)組織特征
    3.3 焊接接頭力學(xué)性能分析
        3.3.1 接頭顯微硬度分布
        3.3.2 接頭剪切力學(xué)性能
    3.4 W6/16MN電子束焊接接頭殘余應(yīng)力場(chǎng)分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 預(yù)置NI中間層對(duì)接頭組織及性能的影響
    4.1 預(yù)置中間層的選擇
    4.2 預(yù)置中間層焊接接頭成形
        4.2.1 焊接接頭表面成形分析
        4.2.2 焊接接頭截面成形分析
    4.3 預(yù)置中間層焊接接頭組織分析
        4.3.1 焊縫區(qū)組織特征
        4.3.2 熱影響區(qū)組織特征
    4.4 預(yù)置中間層焊接接頭力學(xué)性能分析
        4.4.1 接頭顯微硬度分布
        4.4.2 接頭剪切力學(xué)性能
        4.4.3 接頭拉伸力學(xué)性能
    4.5 W6/16MN電子束焊接接頭殘余應(yīng)力場(chǎng)分析
        4.5.1 電子束焊接殘余應(yīng)力場(chǎng)分析
        4.5.2 應(yīng)力場(chǎng)模擬結(jié)果驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
第5章 焊前熱處理對(duì)接頭組織及性能的影響
    5.1 熱處理工藝路線與顯微組織
    5.2 熱處理后焊接接頭成形分析
        5.2.1 焊接接頭表面成形分析
        5.2.2 焊接接頭截面成形分析
    5.3 熱處理后焊接接頭組織分析
        5.3.1 焊接接頭焊縫區(qū)組織分析
        5.3.2 焊接接頭熱影響區(qū)組織分析
    5.4 熱處理后焊接接頭力學(xué)性能分析
        5.4.1 接頭顯微硬度分布
        5.4.2 接頭剪切力學(xué)性能
        5.4.3 接頭拉伸力學(xué)性能
    5.5 焊接接頭淬火熱處理試驗(yàn)
        5.5.1 淬火熱處理對(duì)W6側(cè)母材組織的影響
        5.5.2 淬火熱處理對(duì)接頭組織的影響
    5.6 電子束重熔表面強(qiáng)化
        5.6.1 重熔強(qiáng)化表面成形
        5.6.2 重熔強(qiáng)化組織分析
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3695053