電場作用下Cr12MoV鋼超塑性固態(tài)焊接.pdf

1、基于含大體積分數(shù)碳化物鋼具有超塑性和施加電場有利于材料的超塑性及固態(tài)焊接的試驗事實，提出了電致超塑性焊接的新構(gòu)思，豐富和發(fā)展材料的固態(tài)焊接理論基礎(chǔ)，為難焊材料包括固態(tài)焊在內(nèi)的成型加工過程的開發(fā)開辟新的途徑。
　　 本文主要以Cr12MoV和40Cr鋼為研究對象，測定了電場作用下熱軋退火態(tài)Cr12MoV鋼的超塑力學特性，觀察分析了電場對其微觀組織結(jié)構(gòu)的影響，為電場作用下的超塑焊接提供參考數(shù)據(jù)；在對熱軋態(tài)40Cr進行超細化處理的基礎(chǔ)

2、上，進行了Cr12MoV/40Cr的電致超塑性固態(tài)焊接實驗，探討了電場強度及極性、焊接工藝參數(shù)及焊前組織狀態(tài)對Cr12MoV/40Cr超塑固態(tài)焊接質(zhì)量的影響，通過對焊后接頭區(qū)顯微組織、斷口形貌、顯微硬度等檢測分析，初步探討了電場作用下超塑焊接頭的形成機理。
　　 實驗結(jié)果表明：Cr12MoV鋼在初始應(yīng)變速率 (1.5×10-5～1.5×10-3)s-1，溫度 (760～820)℃，電場強度(1～5)Kv/cm條件下單向壓縮，真應(yīng)

3、力真應(yīng)變曲線呈現(xiàn)出典型的超塑壓縮流變特征，電場使屈服極限有不同程度降低、非穩(wěn)態(tài)塑性變形階段縮短、穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力降低。其中以試樣接負極電場強度為2kV/cm時影響最大，使穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力降低7[％]，應(yīng)變速率敏感性指數(shù)由0.21提高到0.24，超塑變形激活能由241kJ/mol降低到224kJ/mol，改變電場極性影響不明顯；在有無電場條件下進行超塑壓縮，穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力均隨溫度的升高和初始應(yīng)變速率的減小而降低；與不加電場相比，Cr12MoV鋼在8

4、00℃、1.5×10-4s-1和施加2kV/cm電場作用下超塑壓縮變形后，鐵素體晶粒略有長大、仍基本保持等軸狀且等軸性提高，壓縮變形過程中未出現(xiàn)新相；Cr12MoV鋼與經(jīng)鹽浴循環(huán)淬火超細化預(yù)處理的40Cr鋼，在預(yù)壓應(yīng)力62.2MPa、保溫20min、焊接溫度(760～800)℃、初始應(yīng)變速率為(0.75×10-4～3×10-4)s-1、電場強度為(0～4)Kv/cm、焊接時間(0～10)min條件下超塑焊接，與不加電場相比，加電場時Cr

5、12MoV側(cè)脹大率略大；電場可明顯縮短焊接時間、提高焊接接頭抗拉強度，其中以試樣接負極電場強度為2kV/cm時影響最大，焊接接頭抗拉強度達690MPa，達到40Cr母材的95[％]以上；焊接過程中接頭區(qū)存在明顯的原子擴散，并在40Cr側(cè)形成貧碳層、Cr12MoV側(cè)形成增碳層，且隨焊接時間的延長和溫度的升高，貧碳層和增碳層寬度增加；電場焊接可明顯促進接頭區(qū)的原子擴散，使接頭兩側(cè)擴散層均變寬，焊后接頭拉伸斷口中冶金結(jié)合區(qū)比例增大；與熱軋態(tài)相