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321不锈钢扁钢加工接头弯曲韧性几乎为零

2022-1-14 14:44:53点击:

弯曲测试显示钛和304L不锈钢无缝管321不锈钢扁钢加工接头弯曲韧性几乎为零,这可能是由于界面附近脆性金属间化合物的形成、应变硬化和残余应力。对试样在873K下保持0分钟进行焊后热处理(即加热至此温度,但是冷却时不在此温度保持),因为弯曲韧性几乎为零失败,这与相同热处理条件下Fuji等(1992年)报道的弯曲韧性为40相矛盾。这表明,保温时间为0分钟不足以减轻界面附近的应变硬化和残余应力。对试样在873K下保持15分钟进行焊后热处理显示弯曲韧性略有改善至5°。弯曲韧性的改善是由于残余应力的减轻,以及在钛应变硬化效应的回复,由硬度测试显示,将在随后进行讨论。对试样在873K下保持30分钟进行焊后热处理显示弯曲韧性和焊接条件相当,这可能是由于随着保温时间的增加,在界面处脆性相的形成和增长。整体而言,发现了焊后热处理对改善接头弯曲韧性影响不大。

焊接状态条件下,接头界面上的硬度是变化,焊后热处理后显示钛侧硬度增加,在焊接状态条件下表明应变硬化增加。不过相对于最初的基体材料,304L不锈钢无缝管的硬度并没有增加,从而表明由于相对于钛,304L不锈钢无缝管产生了有限变形,而没有应变硬化。焊后热处理后硬度剖面显示钛侧硬度降低了,这表明应变硬化和残余应力的影响得到了复苏。这导致在焊后热处理后延性略有增加至约5°,如前面提到的。这表明,应变硬化和残余应力不是导致钛和/30L不锈钢接头弯曲韧性不佳的主要因素。导致钛和/304L不锈钢接头弯曲韧性不佳的主要因素是接头处形成了脆性第二相,在随后的SEM-EDS公司的研究报告中得到了证实。钛侧的硬度与残余应力的积累有关。中钛和304L不锈钢无缝管的摩擦焊接的残余应力产生的模式表明,在接头钛侧边缘位置,局部拉伸应力严重的降低了弯曲韧性。

焊接参数和摩擦材料的性能决定着摩擦焊接热量的输入。在摩擦阶段,热量主要由两摩擦面相互摩擦产生,并在一定程度上由材料的粘性流动性决定。在顶锻阶段,热量主要是由这些材料的粘性变形产生的,并导致飞边的形成。图显示了摩擦焊接过程轴向推力、主轴转速、进给长度、主轴扭矩的变化(摩擦压力=100Mpa,进给长度=1mm)。这个过程图很重要,因为它给出来焊接过程是否设置输入参数合适的信息。从曲线图中可以看出,负载很明显被分为两个阶段,即摩擦阶段和顶锻321不锈钢扁钢加工接头弯曲韧性几乎为零阶段。主轴在摩擦阶段以恒定转速运转,并在顶锻开始时停止。摩擦阶段焊接所需的热量是由钛和304L不锈钢棒负载下的相对运动产生。焊接阶段,曲线的位置(进给曲线)有一个接近恒定的斜率。但是,在摩擦阶段即将完成的时刻,接头表面热量积累,随后温度上升,使材料变得很软。随后在顶锻阶段受到较高的负载的作用,使这些较软的材料移动,并成为飞边。在顶锻阶段刚刚开始时,因形成飞边而造成的材料损失最多。由于随着顶锻过程的进行,没有更多的热量产生,所以材料的损失(位置曲线)变得平整。扭矩曲线显示在摩擦焊接过程的开始阶段出现了一个峰值,这可能是由于最初冷而硬的的基体材料变形抗力所致。随着焊接阶段温度逐渐上升,金属变得松软,扭矩缓慢降低。当主轴即将停止,摩擦阶段将要完成的时候,扭矩出现了另一个峰值,它可能是由于产热量下降和变形抗力随之上升,渐渐地,扭矩将在顶锻开始阶段变为为零。