本文關(guān)鍵詞：H13鋼焊接接頭組織與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當(dāng)今社會是一個能源競爭激烈的社會，幾乎各行各業(yè)都會受到能源危機(jī)的影響。機(jī)械加工制造業(yè)更是一個消耗能源巨大的行業(yè)，隨著工業(yè)發(fā)展的不斷加快，機(jī)械加工對于一個國家甚至整個世界都承擔(dān)著越來越重要的角色。在機(jī)械加工過程中，模具鋼的生產(chǎn)則是其中生產(chǎn)成本高，能源消耗大的一個典型過程。在模具鋼的各種分類中，熱作模具鋼的工作環(huán)境惡劣，在冷熱交替循環(huán)的狀態(tài)下服役導(dǎo)致其極易產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重的甚至失效。對于這樣高成本，生產(chǎn)工藝復(fù)雜的大型模具，如果任其失效廢棄，，勢必造成能源的極大浪費(fèi)，而且由于模具鋼的失效會導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加。所以對于模具鋼的失效現(xiàn)象，現(xiàn)在越來越多的學(xué)者和鋼鐵從業(yè)者在積極探索補(bǔ)救辦法及改善其性能的措施。運(yùn)用焊接技術(shù)對因產(chǎn)生裂紋而致失效的熱作模具鋼進(jìn)行局部修補(bǔ)是現(xiàn)在被廣泛采用的技術(shù)，這也完全符合人們對于節(jié)省能源和生產(chǎn)成本的訴求。但是焊接修復(fù)不能只起到修復(fù)連接失效材料的作用，對焊后的狀態(tài)及模具鋼的組織性能的變化及影響更應(yīng)該進(jìn)行深入探討，以期找出更加合理的方法使模具鋼的焊后組織及使用性能滿足工業(yè)需求。 本文利用TIG焊焊接方法對H13鋼進(jìn)行焊接，并對焊態(tài)試件尤其是焊接接頭部分的組織及力學(xué)性能進(jìn)行詳盡的研究和闡述。運(yùn)用熱處理工藝和電脈沖工藝對焊后H13鋼焊接接頭進(jìn)行處理，詳細(xì)探討幾種處理方法對焊接接頭組織的影響，探討H13鋼焊接接頭組織性能產(chǎn)生變化的規(guī)律，分析得出H13鋼補(bǔ)焊之后能夠獲得良好使用性能的方法，這對實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)也具有重要意義。 補(bǔ)焊之后的焊態(tài)H13鋼焊接接頭顯微組織成分主要是馬氏體，還有部分碳化物。在焊縫區(qū)域，粗大的馬氏體周圍附著碳化物顆粒，在填充焊層還存在部分回火馬氏體，這主要是由于多層焊的特點(diǎn)造成的。相對于焊接接頭，母材區(qū)受熱作用影響并不大，組織成分主要是回火馬氏體和合金碳化物及部分索氏體。 針對焊態(tài)H13鋼進(jìn)行熱處理，淬火實(shí)驗(yàn)的試件主要組織為粗大的板條狀馬氏體，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的H13鋼經(jīng)過了回火過程，焊接接頭部分轉(zhuǎn)變成回火馬氏體，顯微組織明顯均勻分布，碳化物析出也較少，組織得到細(xì)化。母材區(qū)域相比于焊態(tài)也得到明顯細(xì)化，由滲碳體顆粒轉(zhuǎn)化成細(xì)小的珠光體。 本文針對焊后H13鋼進(jìn)行了電脈沖處理，脈沖處理之后的焊接接頭顯微組織晶粒細(xì)化更為明顯，電脈沖處理相當(dāng)于以脈沖形式進(jìn)行的極短時間的熱處理過程，經(jīng)電脈沖處理之后的焊接接頭組織回火馬氏體和球狀碳化物相對較多，并且從蓋面層直到填充層，組織從粗大的馬氏體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小馬氏體。母材區(qū)馬氏體長度減小，馬氏體取向性消失，主要是回火馬氏體和索氏體，組織也較熱處理及焊態(tài)試件更為細(xì)化。 針對各種處理方法的力學(xué)性能檢測發(fā)現(xiàn)，焊態(tài)H13鋼整個試件的顯微硬度變化幅度較大，其熔合區(qū)硬度值最小，當(dāng)受到外部載荷時極易因應(yīng)力集中而發(fā)生斷裂。經(jīng)過熱處理和電脈沖處理之后，硬度值相對平均集中，這說明對整個焊接接頭而言，其綜合力學(xué)性能較好。 綜上，本文認(rèn)為，對于模擬補(bǔ)焊的H13鋼試件，熱處理工藝和電脈沖處理能夠明顯地改變其焊接接頭及母材部分的組織結(jié)構(gòu)，并且通過對組織的改變和影響，使H13鋼焊接接頭獲得了更加優(yōu)良的力學(xué)性能，這對于模具鋼實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的補(bǔ)焊焊后處理具有實(shí)際意義和借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】：H13鋼 焊接接頭 熱處理 電脈沖
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG407
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 選題意義11-12
• 1.2 熱作模具鋼的分類及性能12-14
• 1.2.1 熱作模具鋼的分類12-13
• 1.2.2 熱作模具鋼應(yīng)具備的性能要求13-14
• 1.3 國內(nèi)外熱作模具鋼的發(fā)展現(xiàn)狀及研究14-15
• 1.3.1 國外熱作模具鋼的發(fā)展及研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國內(nèi)熱作模具鋼研究現(xiàn)狀15
• 1.4 熱作模具鋼的應(yīng)用及發(fā)展15-16
• 1.5 熱作模具鋼焊接修補(bǔ)技術(shù)16-19
• 1.5.1 堆焊技術(shù)17
• 1.5.2 熔化極氣體保護(hù)焊17-18
• 1.5.3 鎢極氬弧焊18-19
• 1.6 熱作模具鋼熱處理工藝19-21
• 1.6.1 熱處理工藝研究進(jìn)展及在熱作模具鋼中的應(yīng)用19
• 1.6.2 H13 鋼熱處理工藝研究19-21
• 1.7 電脈沖技術(shù)對金屬材料的作用研究21-25
• 1.7.1 電脈沖用于金屬材料細(xì)化晶粒的研究22-23
• 1.7.2 電脈沖對金屬塑性的研究23-24
• 1.7.3 電脈沖促進(jìn)金屬回復(fù)和再結(jié)晶24
• 1.7.4 電脈沖對過冷度的影響24-25
• 1.7.5 電脈沖用于制備納米材料25
• 1.8 本文研究主要內(nèi)容25-27
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法27-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料27-28
• 2.1.1 H13 鋼化學(xué)成分范圍27
• 2.1.2 焊接材料27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與手段28-29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方案29-35
• 2.3.1 H13 鋼焊接實(shí)驗(yàn)29-30
• 2.3.1.1 焊接試樣制備29-30
• 2.3.1.2 H13 鋼焊接30
• 2.3.2 試樣制備30
• 2.3.3 熱處理實(shí)驗(yàn)30-31
• 2.3.4 電脈沖實(shí)驗(yàn)31-33
• 2.3.5 測試與分析方法33-35
• 2.3.5.1 微觀組織和宏觀形貌觀察33
• 2.3.5.2 力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)33-35
• 第三章 熱處理工藝對 H13 鋼焊接接頭組織及性能的影響35-51
• 3.1 焊態(tài)下 H13 鋼焊接接頭組織與性能分析35-42
• 3.1.1 焊態(tài)試件宏觀形貌及缺陷類型分析35-38
• 3.1.2 焊態(tài) H13 鋼焊接接頭顯微組織觀察38-40
• 3.1.3 焊態(tài) H13 鋼焊接接頭硬度分析40-42
• 3.2 淬火處理對 H13 鋼焊接接頭組織及性能的影響42-45
• 3.2.1 淬火處理 H13 鋼焊接接頭的宏觀形貌及微觀組織分析42-44
• 3.2.2 淬火處理 H13 鋼焊接接頭顯微硬度分析44-45
• 3.3 調(diào)質(zhì)處理對 H13 鋼焊接接頭組織及性能的影響45-50
• 3.3.1 調(diào)質(zhì)處理 H13 鋼焊接接頭的宏觀形貌及微觀組織分析45-49
• 3.3.2 調(diào)質(zhì)處理 H13 鋼焊接接頭顯微硬度分析49-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第四章 電脈沖處理對 H13 鋼焊接接頭組織及性能的影響51-57
• 4.1 電脈沖處理 H13 鋼焊接接頭微觀組織51-54
• 4.2 電脈沖處理 H13 鋼焊接接頭顯微硬度分析54-55
• 4.3 電脈沖處理對 H13 鋼焊接接頭力學(xué)性能的影響55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：283592