具有中间夹层的40CrUHCS超塑性固态焊接接头组织及性能ppt课件.ppt

具有中间夹层的具有中间夹层的40Cr/UHCS超塑性超塑性固态焊接接头组织及性能固态焊接接头组织及性能 争辩人：崔淼争辩人：崔淼 导导 师：杨蕴林师：杨蕴林 班班 级：焊接级：焊接073论文组成论文组成u 1.研讨背景、问题点研讨背景、问题点u 2.实验内容实验内容u 3.实验结果、分析实验结果、分析u 4.实验结论实验结论 研讨背景研讨背景u 1.资资料背景：料背景：u超高碳超高碳钢钢 〔 〔UHCS〕 〕：：u ——高高强强度、度、韧韧性、塑性，替代中高碳性、塑性，替代中高碳钢钢制造工制造工模具、模具、钢丝钢丝、构造件等，开、构造件等，开发发廉价，运用前景廉价，运用前景u40Cr ：： u ——主要用于制造重要的主要用于制造重要的调质调质零件，用途广泛。

零件，用途广泛u 40Cr与与UHCS的的焊焊接可以到达两者的接可以到达两者的优势优势互互补补因此，如何因此，如何实现实现40Cr与超高碳与超高碳钢钢的的优质焊优质焊接是国内外比接是国内外比较较普遍关注而又亟待普遍关注而又亟待处处理的理的问题问题u 焊接问题点及处理焊接问题点及处理2.焊焊接接问题问题点点主要主要问题问题点：点：1.UHCS含含C量大，量大，焊焊接接时时淬硬淬硬倾倾向大2.UHCS的塑的塑韧韧性差，是性差，是难焊资难焊资料，料，难难以与其他金属以与其他金属进进展展良好良好焊焊接3.UHCS的的强强度高，度高，焊焊接接时时接触面接触面积积小处处理方案：理方案：1.焊焊前外表前外表对对UHCS进进展球化退火，展球化退火，对对40Cr进进展循展循环环淬淬火，火，细细化外表晶粒化外表晶粒2.利用利用UHCS在在780℃℃，，应变应变速率速率1.5×10-4S-1的超塑性的超塑性进进展超塑性展超塑性焊焊接3.添加中添加中间夹层间夹层中间夹层的选取中间夹层的选取选取原那么：选取原那么：1.容易塑性变形，硬度较低；容易塑性变形，硬度较低；2.物理化学性能与母材差别较被焊资料之间的差别小；物理化学性能与母材差别较被焊资料之间的差别小；3. 中间层是熔点较低〔但不低于焊接温度〕、塑性好的纯中间层是熔点较低〔但不低于焊接温度〕、塑性好的纯金属；金属；实验选取：实验选取：选择选择Cu、低碳钢、工业纯铁做中间夹层、低碳钢、工业纯铁做中间夹层 厚度：中间层厚度普通为几十微米，以利于缩短均匀化分厚度：中间层厚度普通为几十微米，以利于缩短均匀化分散时间。

厚度在散时间厚度在30-100m实验内容实验内容 40Cr热轧组织热轧组织 40Cr钢循环淬火态组织钢循环淬火态组织 制备焊接资料选择工艺参数焊接实验微观组织察看力学性能测试断面分析结果分析与讨论 实验结论实验资料实验资料 试样尺寸： D=15mm，H=25mmUHCS球化退火 中间夹层：直径略大于 15mm，厚度尽能够的薄工艺参数：780℃，应变速率1.5×10-4S-1，焊接时间为10min、15min、20min、30min接头性能评价：1.拉伸实验2.结合面附近及母材的硬度测试 3.接头界面SEM显微组织工艺参数与性能评价工艺参数与性能评价实验结果与分析实验结果与分析 1.添加中间夹层与直接焊接的比较添加中间夹层与直接焊接的比较 工工业纯铁业纯铁：： t=20min 50 µm 541.39MPa 382.82MPa 直接直接焊焊接：接： t=20min 155MPa 383.56MPa 2.中间夹层资料对接头的影响中间夹层资料对接头的影响u采用工业纯铁为中u 间层，最正确接头u 强度为560MPa、u 538MPa；u采用低碳钢为中间u 夹层，最正确接头u 强度为389MPa、u 379MPa；3.焊接时间对接头质量的影响焊接时间对接头质量的影响 t=10min 275.49MPa 320.35MPa t=15min 560.06MPa 538.65MPa t=20min 541.39MPa 382.83MPa4.显微组织察看与分析显微组织察看与分析a.800×b.2000× c.1000× d. 3000×5.断口组织分析断口组织分析 6.显微硬度分析显微硬度分析 实验结论实验结论u1. 具有中间夹层的UHCS-1.6C/40Cr的超塑性固态焊接，最正确的工艺参数温度为780℃，焊接时间为15min，应变速率1.5×10-4S-1，中间层资料为厚度为50μm的工业纯铁。

接头性能良好，抗拉强度到达549MPa，是一样热力循环下40Cr母材强度的85%u2. UHCS-1.6C/40Cr超塑性固态焊接采用Cu做中间夹层，由于Cu 在焊接过程中出现了高温氧化景象，构成了致密的氧化膜，妨碍了中间层与母材的分散，得到的焊接接头强度低u3. 采用工业纯铁做中间夹层，能增大待焊接面的接触面积，促进碳原子在界面间的充分分散，有利于构成冶金结合，从而提高接头的强度，接头强度明显高于直接焊接u 4. UHCS-1.6C/40Cr超塑性固态焊接采用工业纯铁做中间夹层，焊接断裂发生在工业纯铁与40Cr之间构成的过渡区，过渡区组织中粗大的非等轴的晶粒，是焊接接头的薄弱环节谢谢欣赏谢谢欣赏。