本文關鍵詞：高氮鋼電子束焊接工藝及組織性能研究

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【摘要】：隨著高氮鋼在工程材料領域的應用越來越多,高氮鋼的焊接性能方面存在的問題日益突出。本文針對高氮鋼傳統(tǒng)焊接方法獲得的接頭氮逸出嚴重、氣孔、裂紋等焊接缺陷多,強度低等問題,創(chuàng)新使用了電子束焊接的方法對高氮鋼板進行電子束焊接,采用合理的電子束焊接工藝,獲得了缺陷少、強度高的焊接接頭。在焊接工藝試驗中,針對薄板焊接易產生的應力變形問題,設計制作了電子束焊專用工藝裝備,保證焊接工件的焊后尺寸。同時,采用不同的電子束焊接工藝參數(shù),分析不同焊接工藝對高氮鋼電子束焊接接頭成型性能和力學性能的影響規(guī)律,根據(jù)焊接結果對焊接工藝參數(shù)進行優(yōu)化。對焊后接頭進行x射線探傷和機械性能測試,高氮鋼電子束焊明顯減少了高氮鋼傳統(tǒng)焊接中常見的缺陷,接頭強度達到母材強度的92.7%。通過顯微硬度、顯微金相、元素含量檢測、XRD、SEM等手段,分析焊接接頭的力學性能和組織特征,發(fā)現(xiàn)高氮鋼電子束焊接接頭氮逸失較少,焊縫氮含量為0.64%,焊縫接頭熱影響區(qū)很窄,軟化區(qū)小,焊縫組織為單相奧氏體組織,在焊縫及熱影響區(qū)均未發(fā)現(xiàn)氮化物析出和σ-鐵素體析出。在高氮鋼同種材料電子束焊接的基礎,初步研究了高氮鋼和裝甲鋼異種材料中厚板電子束焊接性能,與高氮鋼同種材料焊接相比,異種材料焊接的接頭成型性能較差,焊接過程飛濺嚴重,焊縫區(qū)由兩種材料混合成分組成為枝晶以及低熔點相和夾雜物,裝甲鋼側焊縫相對于母材有所硬化,高氮鋼側焊縫硬度有所軟化。
【關鍵詞】：高氮鋼 電子束焊接 焊接工藝 氮含量 顯微組織 力學性能
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG457.11;TG407
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-17
• 1.1 前言7
• 1.2 高氮鋼的研究現(xiàn)狀7-11
• 1.2.1 高氮鋼的冶煉7-8
• 1.2.2 高氮鋼的力學性能8-9
• 1.2.3 高氮鋼的耐腐蝕性能9
• 1.2.4 高氮鋼的焊接性9-11
• 1.3 高氮鋼常用焊接方法11-13
• 1.3.1 激光焊11-12
• 1.3.2 MIG焊12
• 1.3.3 TIG焊12-13
• 1.3.4 其他焊接方法13
• 1.4 電子束焊接技術介紹13-16
• 1.4.1 電子束焊接的原理13-14
• 1.4.2 電子束焊接的特點14-15
• 1.4.3 影響電子束焊接的工藝參數(shù)15-16
• 1.5 課題的主要研究內容16-17
• 2 試驗材料、設備及方法17-25
• 2.1 試驗材料17-18
• 2.2 試驗設備18-20
• 2.3 電子束焊機夾具設計20-21
• 2.4 焊接工藝試驗過程21-22
• 2.5 試樣微觀分析與力學性能測試22-24
• 2.5.1 接頭微觀分析22-23
• 2.5.2 拉伸性能測試23-24
• 2.5.3 X射線探傷24
• 2.5.4 接頭顯微硬度測試24
• 2.6 本章小結24-25
• 3 高氮鋼電子束焊接工藝試驗研究25-35
• 3.1 聚焦電流的影響25-28
• 3.2 焊接速度的影響28-31
• 3.2.1 焊接速度對焊接接頭宏觀形貌的影響29-30
• 3.2.2 焊接速度對焊接接頭拉伸性能的影響30-31
• 3.3 電子束流的影響31-33
• 3.3.1 束流對焊接接頭宏觀形貌的影響31-33
• 3.3.2 束流對接頭拉伸性能的影響33
• 3.4 本章小結33-35
• 4 高氮鋼電子束焊接接頭組織特征與力學性能分析35-52
• 4.1 焊縫顯微硬度試驗35-36
• 4.2 焊縫金相組織36-37
• 4.3 焊縫成分與組織關系分析37-45
• 4.3.1 不銹鋼焊縫成分與凝固模式關系38-39
• 4.3.2 高氮不銹鋼焊縫成分與凝固模式關系39-40
• 4.3.3 高氮鋼焊縫元素成分檢測分析40-42
• 4.3.4 焊縫相成分分析42-45
• 4.4 焊接接頭缺陷分析45-47
• 4.4.1 X射線探傷45-47
• 4.4.2 微觀裂紋分析47
• 4.5 拉伸斷口分析47-50
• 4.6 本章小結50-52
• 5 高氮鋼與裝甲鋼異種材料電子束焊接研究52-61
• 5.1 高氮鋼與裝甲鋼電子束對焊工藝參數(shù)與焊縫成形關系分析52-54
• 5.1.1 電子束束流與焊縫成形關系分析52-53
• 5.1.3 電子束焦點位置與焊縫成形關系分析53-54
• 5.2 母材及焊縫微觀組織特征分析54-56
• 5.2.1 裝甲鋼及其熱影響區(qū)顯微組織54-56
• 5.2.2 高氮鋼與裝甲鋼對焊焊縫區(qū)顯微組織56
• 5.3 焊接接頭顯微硬度56-59
• 5.4 本章小結59-61
• 6 結論61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-67
• 附錄67

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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2 陳巍;劉燕林;田雨江;宗鐸;魏潔;蘇繼紅;王英;;高氮鋼材料組織及性能研究[J];兵器材料科學與工程;2010年06期

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本文編號：1027735