本文關(guān)鍵詞：汽車(chē)用DP鋼和TRIP鋼激光拼焊板焊縫組織性能研究

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【摘要】：汽車(chē)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境和安全問(wèn)題,汽車(chē)輕量化已成為人們的共識(shí)。激光拼焊板既能減輕車(chē)重,又能保證強(qiáng)度,滿足輕量化的要求。雙相鋼(Dual Phase steel,DP)具有良好的強(qiáng)度和韌性,在先進(jìn)高強(qiáng)度鋼中使用廣泛,相變誘發(fā)塑性鋼(Transformation induced Plasticity, TRIP)的使用量也在逐漸增大。先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用極大促進(jìn)了激光拼焊技術(shù)的發(fā)展,可以使鋼板進(jìn)行任意組合,提高材料利用率,拓展了先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用范圍和應(yīng)用潛力。本文對(duì)同種DP鋼進(jìn)行激光對(duì)接焊和對(duì)異種DPTRIP鋼進(jìn)行激光拼焊,研究焊接線能量對(duì)拼焊板組織和性能的影響,并通過(guò)電化學(xué)性能測(cè)試研究了拼焊板的耐腐蝕性能。深度分析了焊接接頭的接頭界面成形機(jī)理,研究固態(tài)相變后的晶粒與原始晶粒之間的取向關(guān)系。首先,研究了焊接線能量對(duì)1mm厚的DP590鋼板激光焊接接頭組織性能的影響,得出焊接線能量范圍大約在為280 J/cm-560 J/cm.焊接線能量對(duì)力學(xué)性能影響不大,拉伸斷裂總是存在于母材區(qū)域,延伸率明顯減小。焊縫區(qū)平均硬度值為母材的1.6倍以上,焊縫寬度隨著焊接線能量的增大有所增大,軟化區(qū)一直存在。焊縫區(qū)主要是板條馬氏體組織,隨著焊接線能量的增大,組織變得粗大,主要是焊接高溫使得奧氏體長(zhǎng)大。熱影響區(qū)組織為馬氏體和鐵素體,焊接線能量高時(shí)馬氏體體積分?jǐn)?shù)增多。焊接線能量對(duì)熱影響區(qū)軟化區(qū)組織的影響主要是回火馬氏體增多,鐵素體長(zhǎng)大較為明顯。焊縫區(qū)表面耐腐蝕能力與母材相比較差,且腐蝕速率比母材稍大,陽(yáng)極極化曲線部分均出現(xiàn)了反應(yīng)平臺(tái),主要原因是表面產(chǎn)生了鈍化膜。接頭耐腐蝕能力主要受組織的影響,焊縫區(qū)的板條馬氏體位錯(cuò)密度大,晶界聚集的碳易使金屬表面吸附氯離子,腐蝕傾向增大,DP鋼母材晶粒細(xì)小均勻,缺陷少,材料表面腐蝕傾向小其次,研究焊接線能量對(duì)不等厚DP590和TRIP590鋼激光拼焊板接頭組織性能的影響,焊接線能量范圍為330 J/cm-500 J/cm。拉伸試驗(yàn)斷裂于DP鋼一側(cè),焊縫平均硬度值為母材的1.6倍以上,焊縫寬度在焊接線能量為420J/cm時(shí)最大。焊縫區(qū)呈現(xiàn)典型的柱狀晶,焊縫顯微組織為明顯的板條馬氏體結(jié)構(gòu),TRIP鋼一側(cè)焊縫馬氏體板條比DP鋼一側(cè)稍長(zhǎng),隨著焊接線能量的增大,馬氏體板條變得粗大。兩側(cè)的熱影響區(qū)均由馬氏體和鐵素體組成,焊接線能量高時(shí),晶粒粗大,馬氏體含量增多。電化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明TRIP鋼母材的耐腐蝕性最好,焊縫的耐腐蝕性最差,同樣在陽(yáng)極極化區(qū)域出現(xiàn)了腐蝕平臺(tái)。最后,通過(guò)對(duì)異種鋼接頭進(jìn)行EBSD分析,進(jìn)一步探討焊縫界面組織的形成機(jī)理。結(jié)果表明,兩種母材都沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的擇優(yōu)取向;焊縫晶粒有明顯的擇優(yōu)取向,晶�？棙�(gòu)主要為001；兩側(cè)熱影響區(qū)晶粒主要是等軸晶,沒(méi)有明顯的擇優(yōu)取向。焊縫內(nèi)馬氏體板條內(nèi)位錯(cuò)強(qiáng)化起到了主要作用,塑性降低；熱影響區(qū)硬度較高,與較多晶界的釘扎作用有關(guān)；大小角度晶界上的晶格畸變對(duì)金屬材料的塑性變形起著阻礙作用,在宏觀上使母材金屬表現(xiàn)為良好的強(qiáng)度和韌性。綜上所述,對(duì)于1mm厚DP590鋼板激光拼焊板,焊接線能量為280 J/cm-560 J/cm時(shí)性能最佳；對(duì)于不等厚DP590和TRIP590鋼板,焊接線能量為330 J/cm-500 J/cm時(shí)性能最佳。兩種激光拼焊板在力學(xué)性能和腐蝕性能上與母材差別不大,可以適用于母材應(yīng)用的所有環(huán)境中,為拼焊板的工業(yè)應(yīng)用打下了很好的實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG457.11

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本文編號(hào)：1249987