OCr13Ni5Mo鋼板低強匹配焊接接頭組織性能及應(yīng)力研究.pdf

1、焊接作為一種古老的連接技術(shù)，在現(xiàn)代仍然是工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可或缺的制造技術(shù)。隨著工業(yè)的發(fā)展，工程上對焊接結(jié)構(gòu)的要求也在不斷提高。近年來，隨著水利資源的廣泛開發(fā)和利用，0Cr13Ni5Mo類型的低碳馬氏體不銹鋼由于其高強度及耐蝕、耐磨等特性成為國內(nèi)外大型拼焊轉(zhuǎn)輪領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的材料。焊接作為轉(zhuǎn)輪各部分連接的主要加工方法，提高焊接接頭的質(zhì)量，控制其應(yīng)力成為研究熱點。
　　 本文選擇0Cr13Ni5Mo馬氏體不銹鋼作為母材，按照低強

2、匹配的方式，選擇0Cr17Ni6Mo型HS367焊絲作為焊接材料，采用CO2氣體保護(hù)焊方法制造焊接試板。利用熱力學(xué)計算軟件Thermo-Calc進(jìn)行材料平衡相的預(yù)測，通過金相顯微鏡、能譜儀以及XRD等實驗手段，研究了異種不銹鋼焊接接頭的組織分布情況，并研究了焊接試板退火組織；通過拉伸、沖擊以及顯微硬度等實驗，研究焊態(tài)焊接接頭的力學(xué)性能；利用有限元軟件MSC.Marc進(jìn)行焊接和退火過程的數(shù)值模擬，研究在模擬過程中溫度場和應(yīng)力場的變化，通過

3、數(shù)值模擬方法對焊態(tài)和退火后焊件的應(yīng)力場進(jìn)行預(yù)測，并利用盲孔法獲得實測值，與計算值進(jìn)行比較。
　　 研究表明，在熔合區(qū)存在Cr、Mo等元素的擴(kuò)散，出現(xiàn)了不同于母材和焊縫的過渡區(qū)，該區(qū)域由馬氏體、鐵素體、奧氏體以及極少量脆硬的σ相組成；σ相在焊縫處不均勻析出，在熔合區(qū)附近發(fā)生富集；焊接接頭的塑韌性良好，焊縫處力學(xué)性能相對薄弱；熱處理降低了焊接殘余應(yīng)力，但σ相析出量略有增加；利用數(shù)值模擬的方法基本實現(xiàn)了對焊接應(yīng)力場和退火后焊件應(yīng)力場的