本文選題：攪拌摩擦焊 + 雙相不銹鋼��； 參考：《太原理工大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：攪拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)技術(shù)是二十世紀(jì)九十年代初發(fā)明的有別于傳統(tǒng)熔化焊技術(shù)的新型固態(tài)連接技術(shù),該技術(shù)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、低能耗、固態(tài)連接焊接接頭焊接缺陷(如縮孔、氣孔、脆化和裂紋)產(chǎn)生的概率明顯低于常規(guī)焊接方法的特點(diǎn);由于焊接溫度低于材料的熔點(diǎn),因此產(chǎn)生的接頭變形小、殘余應(yīng)力低,接頭的力學(xué)性能優(yōu)良;基于上述優(yōu)點(diǎn),為不銹鋼作等工程結(jié)構(gòu)材料在制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用開(kāi)辟了一條新的途徑。本文以特超級(jí)雙相不銹鋼2707為試驗(yàn)材料,對(duì)其進(jìn)行焊接速度為100mm/min,攪拌工具旋轉(zhuǎn)速度分別為200 rpm、300 rpm、400 rpm和500 rpm的攪拌摩擦焊試驗(yàn),系統(tǒng)研究了不同焊接工藝參數(shù)下2707雙相不銹鋼攪拌摩擦焊焊接接頭的組織、力學(xué)性能及耐蝕性,主要結(jié)論如下:(1)研究了四種焊接工藝參數(shù)下2707雙相不銹鋼微觀組織轉(zhuǎn)變及其對(duì)力學(xué)性能和耐蝕性能的影響,總結(jié)出2707雙相不銹鋼的最佳焊接工藝參數(shù)為400 rpm,焊接接頭的綜合性能優(yōu)于母材。(2)分析了四種轉(zhuǎn)速下2707雙相不銹鋼攪拌摩擦焊焊接接頭焊縫宏觀表面形貌,結(jié)果表明轉(zhuǎn)速為200 rpm時(shí)得到的焊接接接頭表面粗糙;轉(zhuǎn)速為300 rpm~500 rpm時(shí),焊接接頭的表面平整光滑,表面成型性良好。(3)轉(zhuǎn)速為200 rpm和300 rpm的試樣,由于轉(zhuǎn)速較低導(dǎo)致熱輸入較低,焊縫表面達(dá)到的峰值溫度對(duì)應(yīng)為978℃和1018℃,均處于σ相析出的敏感溫度區(qū)間,焊縫中析出了大量的σ相。轉(zhuǎn)速達(dá)到400 rpm和500 rpm時(shí),可抑制焊接接頭中σ相的析出。σ析出相有兩種析出機(jī)制,一是正常的通過(guò)共析反應(yīng)δ→σ+γ2;另一種是由大變形引起的通過(guò)γ→σ轉(zhuǎn)變而來(lái)。(4)四種轉(zhuǎn)速下形成的焊接接頭拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明,焊接接頭的強(qiáng)度均高于母材。200 rpm和300 rpm時(shí)焊接接頭拉伸試樣的斷裂位置分別位于母材和熱影響區(qū),焊接接頭橫截面組織觀察發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速為200rpm時(shí)由于熱輸入較低導(dǎo)致產(chǎn)生未焊透;同時(shí)這兩種焊接速度下接頭中均出現(xiàn)的脆性σ析出相,使得焊接接頭成為拉伸變形過(guò)程中的薄弱位置;轉(zhuǎn)速為400 rpm和500rpm時(shí),焊接接頭未發(fā)現(xiàn)縮孔、氣孔和裂紋等焊接缺陷,且焊縫組織中沒(méi)有形成σ相,焊接接頭拉伸試驗(yàn)的斷裂位置發(fā)生于母材。(5)攪拌摩擦焊焊接技術(shù)避免了傳統(tǒng)熔化焊易使雙相不銹鋼焊接接頭焊縫區(qū)組織粗大和熱影響區(qū)鐵素體含量高等問(wèn)題。轉(zhuǎn)速為400 rpm時(shí)焊接接頭不同區(qū)域鐵素體含量含量均在50~54%之間變化,與母材鐵素體含量相當(dāng)。焊縫區(qū)再結(jié)晶組織的研究表明,轉(zhuǎn)速300 rpm~500 rpm時(shí)焊縫區(qū)的鐵素體相和奧氏體相均發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,隨著轉(zhuǎn)速的升高,晶粒尺寸逐漸變大;三種焊接參數(shù)下焊縫區(qū)的晶粒尺寸都小于母材,得到的焊接接頭的顯微硬度和強(qiáng)度均高于母材。(6)通過(guò)動(dòng)電位極化曲線測(cè)試和阻抗譜測(cè)試結(jié)果來(lái)看,轉(zhuǎn)速為200 rpm和300 rpm時(shí),在3.5%NaCl溶液試驗(yàn)條件下焊縫區(qū)域耐蝕性弱于母材,主要是由于大量σ相析出引起的;而400 rpm時(shí),焊縫的整體耐蝕性優(yōu)于母材,主要是由于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形成了細(xì)小的等軸晶粒的結(jié)果。
[Abstract]:The microstructure , mechanical properties and corrosion resistance of 2707 duplex stainless steel stirred friction welding joint under different welding parameters were studied . The microstructure , mechanical properties and corrosion resistance of 2707 duplex stainless steel under different welding parameters were studied . ( 3 ) When the speed is 400 rpm and 500 rpm , the tensile test results show that both the ferrite phase and the austenite phase of the welded joint are less than that of the base material .
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG453.9

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