电脉冲与退火处理对热作模具钢焊缝热疲劳性能的影响

发布时间：2021-12-18 06:15

　　焊接修复是提高材料使用寿命的重要手段,电脉冲处理和热处理也可改善材料的热疲劳性能。本文采用手工TIG焊对HHD钢进行焊接试验,分析焊缝组织性能并从仿生理论出发对补焊后的HHD钢的焊缝进行热处理和脉冲电流处理。通过光学显微镜、SEM、硬度以及热疲劳试验等,研究了不同热处理和脉冲电流处理参数对焊缝组织性能、热疲劳裂纹扩展速率以及硬度的影响;研究了HHD钢焊缝组织的热疲劳性能的影响因素和热疲劳抗力的机制。研究结果表明,对试件施以退火处理,可使组织细化进而提高其热疲劳抗力。优化的去应力退火温度为540℃,按此温度进行退火处理可提高热疲劳性能;脉冲处理可提高焊缝的热疲劳性能,其中多次电脉冲处理效果优于单次电脉冲处理,优化的多次电脉冲参数为:脉冲作用时间360ms,电流密度90（MA/m²）。脉冲电流提高热疲劳性能机制主要有:组织细化、推动位错运动使位错数量呈下降趋势。 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

热疲劳试样

为了避免裂纹过早地在热疲劳试样表面机械沟痕处萌生在进行热疲劳测试前试样要经过细磨和抛光，以减少表面不规则和机械沟痕的影响。热疲劳试验采用自行研制并以电阻炉加热的自约束热疲劳试验机(如图2-3所示)进行热疲劳试验。在定性地对焊缝的热疲劳抗力进行对比研究时，通常采用自约束热疲劳试验方法。其特点是对试样进行局部冷热循环，利用试样中的温度梯度变化引发的不均匀交变应力和循环应变，使材料产生热疲劳损伤。这种方法虽然不能直接测量热应力—应变的实际变化值，但能较真实地模拟热作模具钢的实际工况。热疲劳试样装卡在圆盘卡具的圆周上，保证每块试样的加热与冷却位置一致。通过传动装置上下垂直运动，从而达到试样加热以及冷却的自动完成。

图 2-4 脉冲电流处理装置电路原理Fig.2-4 Schematic illustration for the discharge circuit电电路电压可以通过调节主次级线圈间的导次芯铁的插入数量的硅控开关的导通角控制。放电持续时间通过具有自编程序的工发电路的导通时间来控制。件装卡时尽量保证与铜电极充分接触，以避免由于局部电阻增大打火烧损电极和试样表面。 热处理试验1 强韧化热处理铸态的HHD钢采用适当的热处理工艺，使模具钢成分、组织和碳均匀可以有效地消除成分偏析，减少晶界处的网状碳化物，使晶有利于获得均匀的高温回火马氏体显微组织[42]。而且预处理消除

【参考文献】：
期刊论文
[1]电脉冲改善金属材料组织的应用现状[J]. 刘晓平,陈强,杨程.  铸造设备研究. 2005(04)
[2]正火处理对20钢内部裂纹愈合的影响[J]. 傅敏士,肖亚航,刘凤玲.  热加工工艺. 2005(03)
[3]电脉冲在现代材料制备与研究中的应用[J]. 杨丽红,黄金亮,殷镖.  热加工工艺. 2003(02)
[4]在脉冲电流作用下钢中裂纹的愈合[J]. 周亦胄,罗申,贲昊玺,何冠虎.  材料研究学报. 2003(02)
[5]工业纯铁内部疲劳微裂纹扩散愈合过程中的形态演变[J]. 张海龙,孙 军.  金属学报. 2002(03)
[6]激光堆焊镍基碳化钨梯度焊层及耐磨机理分析[J]. 戚文军,何艳兵,刘斌,况敏.  焊接学报. 2002(01)
[7]磨削裂纹的脉冲放电止裂与强化[J]. 高殿奎,李慧,付宇明,白象忠.  机械工程材料. 2002(02)
[8]电脉冲处理过程中试样温度的理论计算[J]. 奇琍,滕功清.  北京机械工业学院学报. 2001(03)
[9]电脉冲下TiC颗粒增强Ni-Cr合金中位错组态的变化[J]. 张伟,隋曼龄,周亦胄,李斗星.  电子显微学报. 2001(03)
[10]脉冲电流对2091铝锂合金再结晶动力学的影响[J]. 刘志义,刘冰,邓小铁,雷毅.  中国有色金属学报. 2000(06)

硕士论文
[1]热处理对新型高Cr热作模具钢热疲劳性能的影响[D]. 尚尔原.吉林大学 2005



本文编号：3541801