W6/16Mn电子束焊接接头组织与性能研究

发布时间：2022-10-20 18:11

　　本课题研究了W6Mo5Cr4V2高速钢与16Mn钢的焊接,针对高速钢焊接中裂纹缺陷,分析缺陷成因。选用球化退火后施焊、添加中间层方法优化接头性能,防止裂纹产生。同时对接头组织、力学性能进行了研究分析。通过对W6高速钢/16Mn钢直接焊接发现,焊缝组织为马氏体、残余奥氏体、铁素体、共晶碳化物;W6侧热影响区存在网状共晶碳化物,同时马氏体产生了二次硬化;整个接头焊后处于高应力状态,W6侧热影响区与焊缝底部出现应力集中,在脆性组织与高应力双重作用下,于W6热影响区产生贯穿裂纹使接头失效。通过预置Ni中间层施焊,获得了无缺陷的W6/16Mn接头。焊缝组织由类奥氏体形态的铁镍固溶体与极少沿晶界分布碳化物组成;获得无缺陷接头抗拉强度达378MPa,剪切强度达485MPa;接头高应力状态在预置Ni中间层焊后获得了较大缓解,同时焊缝下部W6侧横向应力集中与焊缝下部竖直方向应力集中趋势降低,预置Ni中间层降低残余应力对W6/16Mn接头裂纹缺陷抑制具有明显优化作用。通过球化退火使碳化物弥散球化析出,使基体组织转化为铁素体组织后施焊W6/16Mn,接头开裂倾向降低,采用下聚焦的方式增大底部热输入、同时进行... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 W6/16MN钢的焊接难点与特性分析
    1.3 高速钢的焊接国内外研究现状
        1.3.1 摩擦焊
        1.3.2 扩散焊
        1.3.3 钎焊
        1.3.4 激光焊
        1.3.5 真空电子束焊
        1.3.6 其他焊接方法
        1.3.7 高速钢中的碳化物与热处理研究
        1.3.8 国内外文献综述简析
    1.4 课题主要研究内容
第2章 试验材料、设备及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备、工艺及方法
    2.3 分析测试方法与设备
        2.3.1 显微组织及相组成分析
        2.3.2 接头力学性能分析
    2.4 温度场和应力场的数值模拟
        2.4.1 有限元模型的建立
        2.4.2 热源模型的建立与校核
        2.4.3 初始条件与边界条件
        2.4.4 材料热物理参数的选择
第3章 W6/16MN电子束焊接性及接头开裂分析
    3.1 焊接接头成形分析
        3.1.1 焊接接头表面成形分析
        3.1.2 焊接接头截面成形分析
    3.2 焊接接头组织分析
        3.2.1 焊缝区组织特征
        3.2.2 焊缝区组织凝固模型
        3.2.3 热影响区组织特征
    3.3 焊接接头力学性能分析
        3.3.1 接头显微硬度分布
        3.3.2 接头剪切力学性能
    3.4 W6/16MN电子束焊接接头残余应力场分析
    3.5 本章小结
第4章 预置NI中间层对接头组织及性能的影响
    4.1 预置中间层的选择
    4.2 预置中间层焊接接头成形
        4.2.1 焊接接头表面成形分析
        4.2.2 焊接接头截面成形分析
    4.3 预置中间层焊接接头组织分析
        4.3.1 焊缝区组织特征
        4.3.2 热影响区组织特征
    4.4 预置中间层焊接接头力学性能分析
        4.4.1 接头显微硬度分布
        4.4.2 接头剪切力学性能
        4.4.3 接头拉伸力学性能
    4.5 W6/16MN电子束焊接接头残余应力场分析
        4.5.1 电子束焊接残余应力场分析
        4.5.2 应力场模拟结果验证
    4.6 本章小结
第5章 焊前热处理对接头组织及性能的影响
    5.1 热处理工艺路线与显微组织
    5.2 热处理后焊接接头成形分析
        5.2.1 焊接接头表面成形分析
        5.2.2 焊接接头截面成形分析
    5.3 热处理后焊接接头组织分析
        5.3.1 焊接接头焊缝区组织分析
        5.3.2 焊接接头热影响区组织分析
    5.4 热处理后焊接接头力学性能分析
        5.4.1 接头显微硬度分布
        5.4.2 接头剪切力学性能
        5.4.3 接头拉伸力学性能
    5.5 焊接接头淬火热处理试验
        5.5.1 淬火热处理对W6侧母材组织的影响
        5.5.2 淬火热处理对接头组织的影响
    5.6 电子束重熔表面强化
        5.6.1 重熔强化表面成形
        5.6.2 重熔强化组织分析
    5.7 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
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本文编号：3695053