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Q345E与14NiCrMo10 6V焊接接头组织和性能研究

作　者: 郑华勇
导　师: 许鸿吉
学　校: 大连交通大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 牵引杆焊接接头显微金相力学性能
分类号: TG407
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

牵引杆是铁道车辆车体与转向架的一种连接装置，它既是承载装置，又是活动关节。牵引杆与牵引座通过焊接连接在一起。而牵引杆与牵引座的焊接是强度级别相差悬殊的异种材料的连接，其焊接接头质量和接头性能直接影响到车辆的安全可靠运行。因此，确定合理的焊接材料和工艺，提高焊接质量对列车安全运行有着重要的现实意义。本文通过拉伸、弯曲、冲击、硬度等常规力学性能试验和疲劳性能试验，以及对焊接接头显微组织和断口形貌分析，研究了用ER50-6实芯焊丝和E551T1-Ni2药芯焊丝焊接Q345E和14NiCrMo106V低合金钢焊接接头的组织和力学性能，为机车牵引杆的实际生产提供依据。研究结果表明：在试验工艺条件下，两种焊缝组织均为块状先共析铁素体，少量无碳贝氏体从晶界伸向晶内，晶内为针状铁素体、珠光体，和粒状贝氏体组织。其中用ER50-6实芯焊丝焊缝中先共析铁素体的含量较多，此外还出现少量魏氏组织。Q345E低合金钢侧熔合区为块状先共析铁素体、条状铁素体、少量的块状珠光体和粒状贝氏体的混合组织；14NiCrMo106V低合金钢侧熔合区组织为铁素体、板条状马氏体和粒状贝氏体混合分布。Q345E低合金钢母材组织为铁素体和珠光体呈带状分布；14NiCrMo106V低合金钢母材组织为回火马氏体，其间分布有少量细小的铁素体、屈氏体和粒状贝氏体。无论采用ER50-6实芯焊丝或E551T1-Ni2药芯焊丝焊接，其拉伸试件均断裂于Q345E低合金钢母材，焊接接头拉伸性能良好。焊接接头正弯和背弯均能获得为180°的弯曲角，弯曲性能优良。室温冲击时，用E551T1-Ni2药芯焊丝焊缝冲击功较高，两种焊接接头热影响区冲击功几乎相同。硬度试验表明E551T1-Ni2药芯焊丝焊缝比ER50-6实芯焊丝焊缝硬度高20~50HV，热影响区硬度相当。用ER50-6实芯焊丝在指定寿命为2×106次循环下的保留余高对接接头中值疲劳极限为197.5MPa，基板Q345E的角接T型接头中值疲劳极限为202.75MPa；用E551T1-Ni2药芯焊丝时比用ER50-6实芯焊丝疲劳极限低12.5MPa和39MPa。因此从疲劳性能来看，Q345E和14NiCrMo106V低合金钢的焊接应采用ER50-6实芯焊丝。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
绪论  10-18
第一章试验材料和方法  18-26
  1.1 试验材料  18-19
  1.2 试验方法  19-25
    1.2.1 工艺试验  19-22
    1.2.2 显微组织与断口分析试验  22
    1.2.3 拉伸试验  22
    1.2.4 弯曲试验  22-23
    1.2.5 冲击试验  23-24
    1.2.6 显微硬度试验  24
    1.2.7 焊接接头疲劳试验  24-25
  本章小结  25-26
第二章试验结果及分析  26-69
  2.1 焊接接头显微组织分析  26-31
    2.1.1 用 ER50-6 焊丝焊接接头显微组织及分析  26-28
    2.1.2 用 E551T1-Ni2 焊丝焊接接头显微组织及分析  28-31
  2.2 拉伸试验结果与分析  31-34
  2.3 弯曲试验结果与分析  34-35
  2.4 冲击试验结果与分析  35-40
    2.4.1 用 ER50-6 焊丝焊接接头冲击试验结果及分析  35-38
    2.4.2 用 E551T1-Ni2 焊丝焊接接头冲击试验结果及分析  38-40
  2.5 硬度试验结果与分析  40-41
  2.6 疲劳试验结果与分析  41-68
    2.6.1 用 ER50-6 焊丝对接接头疲劳试验结果及分析  41-45
    2.6.2 用 E551T1-Ni2 焊丝对接接头疲劳试验结果及分析  45-50
    2.6.3 用 ER50-6 焊丝 T 型接头（基板 Q345E）疲劳试验结果及分析  50-54
    2.6.4 用 E551T1-Ni2 焊丝 T 型接头（基板 Q345E）疲劳试验结果及分析  54-58
    2.6.5 用 ER50-6 焊丝 T 型接头（基板 14Ni）疲劳试验结果及分析  58-63
    2.6.6 用 E551T1-Ni2 焊丝 T 型接头（基板 14Ni）疲劳试验结果及分析  63-68
  本章小结  68-69
第三章讨论  69-78
  3.1 Q345E 和 14NiCrMo106V 低合金钢焊接性分析  69-70
  3.2 焊接接头显微组织类型及其常规力学性能  70-74
    3.2.1 焊缝组织类型及其常规力学性能  70-73
    3.2.2 热影响区组织类型及其常规力学性能  73-74
  3.3 不同焊接材料对疲劳性能的影响  74-77
    3.3.1 不同焊接材料对接接头疲劳性能分析  74-75
    3.3.2 角接 T 型接头疲劳性能分析  75-77
  本章小结  77-78
结论  78-79
参考文献  79-81
攻读硕士学位期间发表的学术论文  81-82
致谢  82-83

Q345E与14NiCrMo10 6V焊接接头组织和性能研究

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