預置中間夾層的1.6％cuhcs40cr超塑性焊接

1、 分類號 密級 UDC 編號 碩 士 學 位 論 文 預置中間夾層的 1.6%C-UHCS/40Cr 超塑性焊接 學 位 申 請 人： 人： 衡中皓 指 導 教 師： 師： 涂益民 教授 張柯柯 教授 學 科 專

2、業(yè)： 業(yè)： 材料加工工程 學 位 類 別： 別： 工學 2012 年 5 月 摘 要 論文題目： 論文題目：預置中間夾層的 1.6%C-UHCS/40Cr 超塑性焊接 專 業(yè)： 業(yè)：材料加工工程 研 究 生： 生：衡中皓

3、 指導教師： 指導教師：涂益民教授 張柯柯教授 摘 要 超高碳鋼（UHCS）是一種新型高性能鋼鐵材料，鋼中大量碳化物的存在導致其焊接性差，嚴重制約了其工程應用。本課題基于含大體積分數(shù)碳化物鋼具有超塑性和采用中間夾層有利于異材固態(tài)焊接的試驗事實，進行了具有大體積分數(shù)碳化物鋼 UHCS 預置中間夾層的超塑性焊接研究，為此類難焊材料的高質量焊接提供一種更為簡便的固態(tài)焊方法。 本文以球

4、化退火態(tài)的 1.6%C-UHCS 和整體鹽浴循環(huán)淬火態(tài)的 40Cr 為研究對象，通過對中間夾層方案的優(yōu)化設計，并進行了預置中間夾層的 1.6%C-UHCS/40Cr 超塑性焊接及電致超塑性焊接工藝試驗，探討中間層處理狀態(tài)、焊接工藝參數(shù)及電場對 1.6%C-UHCS/40r 超塑性焊接接頭質量的影響，對接頭組織性能進行分析檢測，分析研究了中間夾層和電場在超塑性焊接中的作用，初步提出了預置中間夾層的超塑性焊接接頭形成機制模型。 試驗結果表明

5、：預置軋制態(tài)工業(yè)純鐵中間層，當焊接溫度為 750℃，焊接時間為 10min 時，1.6%-UHCS/40Cr 超塑焊接頭強度比不加中間夾層的提高了35%，達到經相同熱力循環(huán)下 40Cr 母材的強度水平。施加合適的電場能增強接頭區(qū)的超塑效應，利于夾層與兩側母材的焊合，同時電場能促進擴散，改善接頭區(qū)夾層組織，提高接頭質量；在電場強度+3kV/cm，溫度 750℃下，經 10min 壓接，接頭抗拉強度最高可達 728MPa，比不加電場的接頭強

6、度有所提高。預置工業(yè)純鐵中間夾層的 1.6%C-UHCS/40Cr 超塑性焊接接頭可分為“夾層區(qū)”、“界面區(qū)”、“過渡區(qū)”、“母材區(qū)”四個特征區(qū)域。分別在 40Cr 和 UHCS 的最佳超塑性變形溫度下焊接，接頭區(qū)的塑變和擴散機制存在差異，接頭區(qū)的組織特征和接頭的斷裂機制也不盡相同。750℃下焊接，獲得均勻夾層區(qū)接頭組織；780℃下焊接，形成了非均勻的夾層區(qū)組織，近 40Cr 側夾層的粗大鐵素體組織成為整個接頭的薄弱環(huán)節(jié)。1.6%C-U