700MPa级超细晶粒钢抽油杆摩擦焊性能分析
【图文】：
和接头整体力学性能的下降是主要问题［3-6］。笔者利用摩擦焊对700MPa级超细晶粒钢抽油杆进行焊接，严格控制焊接工艺参数，减少高温停留时间，加强顶锻压力，可以有效地降低超细晶粒钢焊接接头晶粒长大趋势。1试验材料及方法所用材料为通过成分微合金化和热机轧制技术(TMCP)生产的热轧态Φ13mm直圆棒料，工件直线度经人工矫直调整小于直径的1%。母材组织为铁素体+细珠光体，实际晶粒度达到了12级，铁素体平均晶粒尺寸为5～7μm。材料的化学成分及其力学性能分别见表1、2，，图1所示为母材的显微组织形貌。表1母材化学成分Table1Chemicalcomponentsofbasemetal元素CMnNiSiPSVAl含量0.211.370.040.130.0150.0050.030.047表2母材力学性能参数Table2Mechanicalpropertiesofbasemetal性能抗拉强度σb/MPa屈服强度σs/MPa延伸率δ/%收缩率Ψ/%显微硬度/HV冲击韧性Ak/J标准≥620≥22≥52实测6805902567.521898图1母材显微组织照片Fig．1Microstructureofbasemetal由于超细晶粒钢本身的特性，本试验中严格控制试验参数，具体选取的试验参数见表3。表3超细晶粒钢摩擦焊试验方案Table3Frictionweldingexperimentschemeforultrafinegrainedsteel试验序号摩擦压力p1/MPa摩擦时间t1/s顶锻压力p2/MPa顶锻时间t2/s1401801240310023405120346011003560312016605802780112028803803980510012试验结果及其分析对焊好的试样观测飞边形貌和轴向缩短量，并进行接头显微组织观察;按照GB/T228.1－2010《金属材料拉伸试验方法》进行拉伸试验;按照GB/T229－2007《夏比摆锤冲击试验方法》进行室温冲击试验。2.1接头宏观?
ultrafinegrainedsteel试验序号摩擦压力p1/MPa摩擦时间t1/s顶锻压力p2/MPa顶锻时间t2/s1401801240310023405120346011003560312016605802780112028803803980510012试验结果及其分析对焊好的试样观测飞边形貌和轴向缩短量，并进行接头显微组织观察;按照GB/T228.1－2010《金属材料拉伸试验方法》进行拉伸试验;按照GB/T229－2007《夏比摆锤冲击试验方法》进行室温冲击试验。2.1接头宏观形貌分析焊接后选取典型接头进行对比，焊接规范偏弱、适中和偏强的接头形貌见图2。图2焊接规范偏弱、适中、偏强接头形貌Fig．2Jointmorphologieswithweak，middleandstrongweldingconditions由图2(a)可见，当焊接规范偏弱时，摩擦压力孝摩擦时间短，接头加热不完全，接头未形成完整的塑性变形层，顶锻压力孝顶锻时间短，飞边较小且有直立倾向。由图2(b)可见，当焊接规范适中时，能形成形状完整、封闭圆滑的飞边，且翻边完整。当焊接规范偏强时，形成了很厚的变形层和塑性金属区，较大的顶锻力导致接头失稳，形成了粗大且不对称的飞边(图2(c))。在材料性能和工件形状一定的条件下，轴向缩短量反映了焊接工艺参数对摩擦焊的综合作用效果。经过测量，1～9号试样的轴向缩短量分别为2.8、5.1、7.8、4.8、8.2、9.6、7.6、8.8和11.8mm。对比工艺参数可知，在本试验条件下，对摩擦焊接头166中国石油大学学报(自然科学版)2015年6月
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本文编号：2554720
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