【摘 要】
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40Cr钢具有优良的综合力学性能,在制造领域应用广泛,其常用的熔焊方法很难避熔合区和热影响区,进而大大缩短焊接构件的使用寿命。扩散焊可以使待焊件在固态下焊接,所需温度低
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40Cr钢具有优良的综合力学性能,在制造领域应用广泛,其常用的熔焊方法很难避熔合区和热影响区,进而大大缩短焊接构件的使用寿命。扩散焊可以使待焊件在固态下焊接,所需温度低,对母材影响小。本文研究40Cr钢焊态及调质态扩散焊焊接接头的成分、组织与力学性能,主要研究结果如下:(1)金相显微组织观察可知,焊接接头未观察到结合界面;焊态下结合处的微观组织为铁素体+珠光体,调质后获得回火索氏体,结合处的组织形态与母材无差异。(2)点、线、面扫描成分分析结果显示,整个接头元素分布均匀,结合面处无元素偏析和成分梯度。(3)基本力学性能实验结果表明:焊态和调质态接头的拉伸试样均在母材断裂,表明接头的强度不低于母材,其抗拉强度分别为748.6MP和835.2MPa,屈服强度分别为360.6MPa和669.2MPa,延伸率分别为14.9%和11.7%,拉伸断口存在大量的韧窝,断裂形式为韧性断裂;垂直于结合处硬度均匀,整体无波动;调质前后母材与接头的冲击功分别为 35.0J、34.7J 和 46.0J、45.7J。(4)高周疲劳实验结果表明:疲劳试样均在母材断裂,表明接头的疲劳强度不低于母材;焊接接头在50%、95%存活率下的疲劳强度分别为261.382MPa、253.205MPa,调质后分别为381.939MPa、366.488MPa;疲劳断口可观察到裂纹源、扩展区和瞬断区,疲劳裂纹起源于试样表面,疲劳裂纹扩展区存在疲劳辉纹、台阶、撕裂棱,局部区域可以观察到二次微裂纹和微坑,瞬断区断口形貌具有韧性断裂特征。(5)本实验中40Cr钢扩散焊焊接接头结合良好,与母材达到了一体化。
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