異種金屬T2紫銅-40Cr鋼慣性徑向摩擦焊接工藝研究.pdf

1、本文針對T2紫銅環(huán)和40Cr鋼棒的慣性徑向摩擦焊，采用了十組工藝參數(shù)進行研究。對所得焊接接頭進行了宏微觀觀察、顯微組織觀察、顯微硬度測試以及剪切強度測試，研究了異種金屬T2紫銅-40Cr鋼慣性徑向摩擦焊接頭的特征，微觀組織和力學性能。本文的研究內容及主要結果如下：
　?、俜治隽嗽谑M不同工藝參數(shù)下的焊縫宏微觀變形規(guī)律。根據(jù)銅環(huán)伸長，飛邊，開口處閉合、焊縫界面結合等情況，初步確定其中四組工藝參數(shù)可以得到焊接良好的接頭。
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2、重點研究了慣性徑向摩擦焊接頭的顯微組織特征。慣性徑向摩擦焊接頭T2紫銅側顯微組織為非等軸晶粒，晶粒沿軸向伸長，徑向壓縮。無論橫向還是縱向截面，銅側顯微組織都可分為三個區(qū)域：細晶粒區(qū)、熱機械影響區(qū)、機械影響區(qū)。熱機械影響區(qū)晶粒尺寸最大。而細晶粒區(qū)與機械影響區(qū)晶粒尺寸，工藝參數(shù)不同，則相對大小不同：轉速較低時，細晶粒區(qū)平均晶粒尺寸比機械影響區(qū)大；轉速較高時，細晶粒區(qū)平均晶粒尺寸小于機械影響區(qū)。慣性徑向摩擦焊接頭40Cr側金相組織也可分為三個

3、區(qū)域：亮白區(qū)，熱影響區(qū)和母材區(qū)。當壓力相同時，亮白區(qū)寬度隨轉速增加而增加；當轉速相同時，亮白區(qū)寬度隨壓力增加而增加。亮白區(qū)有索氏體和少量淬火馬氏體。熱影響區(qū)和母材區(qū)中組織為珠光體和鐵素體。但熱影響區(qū)晶粒尺寸比母材區(qū)小。焊縫兩側各區(qū)域平均晶粒尺寸隨工藝參數(shù)改變而改變，當壓力相同時，晶粒尺寸隨轉速先增大后降低；當轉速相同時，壓力較大的一組晶粒尺寸較小。
　　③T2紫銅環(huán)和40Cr鋼棒慣性徑向摩擦焊接接頭的顯微硬度在界面處達到峰值。隨后

4、銅側硬度隨著遠離焊縫，硬度迅速降低；鋼側硬度在遠離焊縫后，下降緩慢。
　?、茉赥2紫銅環(huán)和40Cr鋼棒慣性徑向摩擦焊接接頭的剪切試驗中，所得最大剪切強度為182.8MPa，明顯高于其他銅鋼徑向焊接工藝所達到的剪切強度。在全部十組試樣中，有四組試樣剪切強度大于或等于母材T2紫銅的剪切強度。同時考慮到宏微觀分析中所得結論，認為最高轉速4500rpm、頂鍛壓力8MPa，最高轉速4800rpm、頂鍛轉速6MPa，最高轉速4800rpm、頂