【正文】 感謝學(xué)長從學(xué)習(xí)、研究等各方面的悉心指導(dǎo)和幫助。在這段重要的學(xué)習(xí)經(jīng)歷期間，徐老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏銳的思維、淵博的學(xué)識以及平易近人的作風(fēng)都給我留下了深刻的印象，這也將成為我今后學(xué)習(xí)和工作的指標(biāo)。 （ 2） 未熱處理的可能 存在增碳和脫碳的區(qū)域 ，并且 焊縫的顯微硬度較高 , 但焊縫中央有一硬度較低的區(qū)域 。由圖知道，焊縫區(qū)的硬度普遍比母材高。這里含鉻，鎳量相對較少，主要是由馬 氏體區(qū)組成。由圖知道，焊縫區(qū)的硬度普遍比母材高。熱處理 時隨爐冷目的就是使內(nèi)部原子重新排列，達(dá)到均勻分布，最終消除焊接殘余應(yīng)力。由于熱處理溫度為 850℃，冷卻方式為隨爐冷，所以不產(chǎn)生馬氏體組織。由于碳原子半徑小，能與Fe 原子形成間隙固溶體，因此在熔合區(qū)靠近珠光體母材一側(cè)形成脫碳層，而在奧氏體一側(cè)或焊縫熔合區(qū)形成高硬度的黑色增碳層。 武漢理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 (a) 異種焊時 201 母材的組織 (b) 異種焊時 Q235 母材的組織 (c) 異種焊時靠近奧氏體鋼焊縫的組織 (d) 異種焊時靠近 Q235 的焊縫組織 (e) 焊縫區(qū)未腐蝕時與 Q235 母材交界 圖 9 Q235 與 201 奧氏體不銹鋼異種鋼焊接接 頭的顯微組織 金相圖觀察表明，圖 9(c)觀察到的柱狀晶結(jié)構(gòu)，由于焊縫金屬凝固條件的變化（濃度過冷變化很大），致使在同一焊縫的局部區(qū)域產(chǎn)生了不同的結(jié)晶形態(tài)，從固 液相界面處開始形成方向性很強(qiáng)的柱狀晶，在焊接熔池中或表面形成非方向性的枝狀晶 [13]。焊縫金屬結(jié)晶以奧氏體開始，由于鉻等鐵素體形成元素的偏析，在奧氏體晶粒邊界生 成共晶鐵素體，冷卻到室溫得到的是晶粒中心為奧氏體，而晶粒邊界為分散的球狀或棒狀的共晶鐵素體 [12]。母材區(qū)組織為奧氏體。武漢理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 焊接試樣圖 對三組試樣進(jìn)行焊接并切割后的實(shí)物如圖 6所示，左邊第一塊是 Q235 與 Q235 對接焊縫，左二是 201 奧氏體不銹鋼與 201 奧氏體不銹鋼對焊焊縫，左三是 Q235 與 201 奧氏體不銹鋼對接焊縫。首先考慮，這里熱處理的目的，由于不銹鋼本身是作為耐腐蝕材料應(yīng)用的，在硬度方面不作要求。在操作顯微硬度計(jì)時，要注意：開機(jī)后，先清零；保證試樣在加載時的平穩(wěn)性。 金相觀察 金相顯微鏡結(jié)構(gòu)如圖 4，利用金相顯微鏡觀察金相組織，移動載物臺，依此觀察母武漢理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 材、熔合區(qū)、焊縫的組織，同時拍下 *100 的組織圖樣，以期后期的分析。 腐蝕 腐蝕時查閱資料配制腐蝕液，根據(jù)材料的不同選擇不同濃度的腐蝕液。 （ 3）一定要對著光仔細(xì)觀察，完全消除上一次痕跡之后，才能進(jìn)行下一輪的打磨； （ 4）在每一次打磨前，都要將臺面上的玻璃板清掃干凈，防止打花試樣表面。線切割時，首先找到焊縫最高處，并做上標(biāo)記，即在此處進(jìn)行切割；將焊接試樣切割成 20mm*25mm 的小方塊。這可能是由于過熱或者是由于表面存在油污造成的。 焊完后，立即用小錘敲打焊縫，及時將焊渣清除。通過調(diào)整焊接電流來調(diào)整焊接平穩(wěn)定和飛濺大小。 采用 ZX73X400 焊機(jī)進(jìn)行焊接時，打開電源，調(diào)節(jié)焊接電流到 100A， 推力 17N，引弧電流為 17A。 C 保溫至少 1h才能達(dá)到焊接要求。 （ 1）首先把鋼板用酒精清洗一遍，然后再用清水多洗幾遍，擦除板材表面的銹跡和污漬，以免對焊接造成不良影響 [11]。在實(shí)際操作中，焊工應(yīng)要把具體情況靈活掌握，以確保焊縫質(zhì)量和外觀尺寸滿足要求。電弧電壓的大小主要取決于電弧長度，電弧長，電弧電壓就高；電弧短，電弧電壓就低。 （ 3）電流太小，焊接時飛濺和煙霧大，焊條發(fā)紅，熔池表面寬，容易燒穿、咬邊。 焊條直徑 焊條直徑可根據(jù)焊件厚度、接頭型式、焊縫位置、焊道層次等因素進(jìn)行選擇。一般主要根據(jù)板厚選擇。 由上面可知， 201 奧氏體不銹鋼進(jìn)行對接焊時，采用 A102 焊條； Q235 鋼進(jìn)行對焊時采用 J422； 201 奧氏體不銹鋼與 Q235 進(jìn)行對焊時采用 A102 焊條。 本實(shí)驗(yàn)中，考慮到焊接實(shí)驗(yàn)條件的限制，并且手工電弧焊焊接方便，能夠進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，且操作簡單，適合我們進(jìn)行焊接，同時手工電弧焊成本低，所以我們首先選擇手工電弧焊進(jìn)行焊接。 手工焊條電弧焊勞動條件差 ， 生產(chǎn)率低 。圖 2 為手弧焊過 程示意圖，焊條和工件之間產(chǎn)生的電弧將焊條和工件局部加熱到熔化狀態(tài)，焊條端部熔化武漢理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 后熔滴和熔化的母材融合在一起形成熔池，隨著電弧向前移動，熔池液態(tài)金屬逐步冷卻結(jié)晶，形成焊縫。 201 201 201 Q235 Q235 Q235 圖 1 焊接用鋼板 板材采用砂輪機(jī)切割，表面不光滑、邊上有毛刺且焊接區(qū)域內(nèi)存在鐵銹和污漬，需要進(jìn)行焊前的清理，采用砂輪機(jī)進(jìn)行打磨。 Q235 和奧氏體不銹鋼的化學(xué)成分如表 1所示。 兩者相互接近，氣體形成擴(kuò) 散，使擴(kuò)散氫得以聚集，為產(chǎn)生遲延武漢理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 裂紋創(chuàng)造了條 件，使焊接接頭受到破壞 [7]。結(jié)果 在 靠近熔合區(qū)的珠光體鋼母材上形成了脫碳層而軟化，在奧氏體焊縫一側(cè)產(chǎn)生了增碳層硬化。為防止焊接金屬的高溫裂紋，通常認(rèn)為控制鐵素體是有效的，一般提倡在室溫下含 5％以上的鐵素體。另外還易發(fā)生脆化，在鐵素體生成元素的作用下生成的鐵素體引起低溫脆化以及耐蝕性下降和應(yīng)力腐蝕裂紋等缺陷。由于珠光體與奧氏體鋼填充材料的成分相差懸殊．就使珠光體鋼 這邊的焊縫金屬會形成和焊縫金屬內(nèi)部成分不同的過渡層。在這種稀釋的作用下使焊縫中的奧氏體形成元素含量減少，結(jié)果焊縫中可能會出現(xiàn)馬氏體組織，不斷發(fā)展，從而惡化了接頭質(zhì)量，還可能會出現(xiàn)裂紋。 奧氏體不銹鋼與珠光體鋼的焊接，首先這兩種鋼的組織和成分都不相同，焊接在一起時，焊縫金屬是由兩種不同類型的母材以及填充金屬材料熔合而成。 這兩類材料具有不同的組織和成分，使他們在熱膨脹、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性等物理性能，腐蝕性等化學(xué)性能和脆 — 韌性、耐磨性及強(qiáng)度等機(jī)械性能方面存在較大的差異。 奧氏體類不銹鋼以奧氏體和少量δ鐵素體為主要組織，以 Fe、 Cr、 Ni 元素為主要合金成分。 本實(shí)驗(yàn)采用的就是第二類接頭，珠光體鋼 與 奧氏體不銹鋼的焊接 ，對 Q235 和 201奧氏體不銹鋼進(jìn)行焊接。例如對于同類異種鋼接頭，一側(cè)母材強(qiáng)度較低，要求的焊后熱處理溫度也較低，而另一側(cè)母材強(qiáng)度 及合金元素含量較高，要求的焊后熱處理溫度較高，此時如果 PWHT 溫度選擇不當(dāng)，會使強(qiáng)度低的一側(cè)母材強(qiáng)度下降過度。這種化學(xué)成分的不均勻性對接頭的整體性能影響較大。 （ 3） 表面狀態(tài)差異（氧化膜性質(zhì)、形態(tài)） 。因此，如何提高異種鋼焊接接頭抗腐蝕性能也是工程實(shí)踐中急需解決的難題 [4]。研制出同時具有母材性能的焊材或填充材料， 其意義等同于縮小母材的性能差異，減少碳的遷移，提高接頭的高溫持久性能，達(dá)到改善異種金屬焊接接頭的目的 [3]。許 多學(xué)者甚至認(rèn)為不可能制備出可供 TEM觀察的熔合區(qū)薄膜樣品，這主要是由于異種鋼及異種金屬之間物理、化學(xué)性武漢理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 能、組織、成分、強(qiáng)度等相差很大的緣故。光學(xué)顯微鏡分辨本領(lǐng)低，并受腐蝕劑的影響大，一些微觀組織很難被顯示和觀察，即使用高倍的掃描電子顯微鏡（ SEM）也很難觀察到熔合區(qū)細(xì)微的組織結(jié)構(gòu)變化，而這些 細(xì)微的變化對接頭機(jī)械性能變化有很大的影響，它也是弄清楚某些失效斷裂機(jī)理的鑰匙。但由于異類材料的組合極為多樣，對接頭的要求又各不相同，所以還有許多問題沒有得到解決或還須做進(jìn)一步的研究。現(xiàn)代焊接技術(shù)的發(fā)展的發(fā)展已經(jīng)可以將不同性能的材料焊接成復(fù)合零部件，既能滿足各種性能要求，又可以節(jié)約各種貴重金屬材料，降低成本。austenite。 采用 A102 焊條 實(shí)現(xiàn)了 Q235與 Q235 焊接、 201 奧氏體不銹鋼與 201 奧氏體不銹鋼焊接、 Q235 與 201 奧氏體不銹鋼焊接，并 對 三個 焊接試樣進(jìn)行 了 金相 組織 觀察 。 作者簽名： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。武漢理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 武漢理工大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Q235 與 201 奧氏體不銹鋼焊接 接頭的組織和性能分析 學(xué)院（系）： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級： 材料成型專業(yè) 0904班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 武漢理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學(xué)士論文評選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。選取 Q235 與 201 奧氏體不銹鋼焊接接頭進(jìn)行了 850℃的退火處理， 對熱處理后的試樣進(jìn)行 了 金相觀察和