本文關(guān)鍵詞：渦輪增壓器傳動軸摩擦焊界面特征與質(zhì)量控制

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【摘要】：渦輪增壓器是發(fā)動機(jī)的重要部件，，能夠提高發(fā)動機(jī)升功率，提高燃油經(jīng)濟(jì)型，改善發(fā)動機(jī)的排放，通常是由K418鎳基高溫合金和42CrMo合金鋼焊接而成，屬于典型的異種材料焊接。兩種材料之間的化學(xué)成分和機(jī)械性能存在很大差異，較難進(jìn)行焊接，雖然激光焊和電子束焊能夠?qū)崿F(xiàn)兩者的焊接，但是成本較高，推廣性差�，F(xiàn)在常用慣性摩擦焊來焊接K418/42CrMo，具有高效化、成本低等特性，但是在同尺寸慣性摩擦焊接K418/42CrMo時(shí)會存在芯部焊接熱量不足、焊縫熱量分布不均勻及焊接質(zhì)量不可控等問題。本課題提出通過界面約束來改善K418/42CrMo異種材料慣性摩擦焊接頭性能進(jìn)而控制焊接質(zhì)量，焊后對所得接頭進(jìn)行微觀組織觀察、能譜分析、拉伸測試及顯微硬度測試，具體研究內(nèi)容及主要結(jié)論如下： ①分析了在主軸轉(zhuǎn)速為3000rpm、摩擦壓力為4MPa、頂鍛壓強(qiáng)為15MPa及界面約束分別為1mm、2mm、3mm、4mm和4.5mm情況下焊縫的宏觀變形規(guī)律及微觀特征，并且分析了界面約束和慣性摩擦焊接過程中材料流動之間的作用機(jī)理。 ②界面約束下的K418/42CrMo慣性摩擦焊接頭顯微硬度值總體呈近似“Z”形分布，接頭的硬度最高點(diǎn)出現(xiàn)在變形區(qū)，最低點(diǎn)出現(xiàn)在熱影響區(qū)位置。其硬度提升區(qū)域?qū)挾入S著界面約束從1mm增加到4.5mm呈上升趨勢。接頭顯微硬度變化在界面兩側(cè)各有特點(diǎn)，在42CrMo側(cè)是發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶，晶粒細(xì)化實(shí)現(xiàn)提高，K418側(cè)由類淬火作用及機(jī)械硬化實(shí)現(xiàn)提高。 ③分析了異種金屬K418/42CrMo慣性摩擦焊接接頭出現(xiàn)界面結(jié)合不均勻的問題。通過調(diào)整工藝參數(shù)，在界面約束為4mm時(shí)，塑性材料流動趨于平緩，焊接熱量增多，接頭不會出現(xiàn)該現(xiàn)象。 ④在不同界面約束下焊接接頭界面發(fā)生了元素的擴(kuò)散，隨著界面約束的增加，其元素?cái)U(kuò)散寬度呈整體上升趨勢，在界面約束為3mm時(shí)，由于材料流動的紊亂及焊縫保留熱量的減少使元素?cái)U(kuò)散寬度出現(xiàn)了下降。 ⑤分析了慣性摩擦焊接過程中塑性42CrMo的流動動規(guī)律及K418的變形規(guī)律，提出了不同界面約束下兩種塑性材料流動模型，揭示了界面約束對慣性摩擦焊焊接過程材料流動的作用機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.2;TG453.9

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