304/Q245R爆炸焊接界面硬化机理研究

作     者：林东升 

作者单位：沈阳理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张罡

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：爆炸焊接 结合界面 硬度 耐蚀性 

摘      要：304/Q245R爆炸复合板兼备复板的耐蚀、耐热性和基板的高强度等性能,与其他板材相比,无论在耗材节约还是在性能方面都有很大的优势,已经广泛应用于压力容器等设备制造中。本文主要针对304/Q245R爆炸复合板结合界面,采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、能谱仪(EDS)、纳米压痕仪和电化学腐蚀等检测方法。对复合板结合界面的组织形貌、界面结合方式、爆炸焊接缺陷、元素分布、不同区域硬度及耐蚀性进行研究,分析结合界面变形区域不同组织结构分布对硬度和耐蚀性的影响。结果表明:爆炸复合板波形界面结合,平均波高为250.0μm,波长为900.0μm;基材侧结合界面分为细晶区、纤维区和扭转晶粒区,宽度分别为18～23μm、37～47μm和90～100μm,晶粒度分别为13.4、9.9和8.6。在同一个波形周期内,存在直接结合和熔化层结合两种结合方式,直接结合界面扩散现象不明显,熔化层结合内部卷入的破碎的Q245R金属颗粒,存在Cr元素扩散现象,扩散距离小于5μm;结合界面存在漩涡组织,其内部存在着未熔合、夹杂、裂纹和缩松等缺陷;Q245R侧细晶区和304侧“白亮带为退火再结晶组织,其余形变区均发生不同程度的回复;基材侧结合界面区域晶粒取向不同,但纤维区出现形变织构。基材Q245R侧纤维区、扭转晶粒区和未变形晶粒区珠光体硬度为3.34GPa、4.17GPa和3.68GPa,铁素体硬度为2.72GPa、2.51GPa和2.40GPa。退火处理后,纤维区珠光体发生时效软化,扭转晶粒区发生时效硬化,而形变铁素体退火过程中发生不完全回复,保留较高硬度;复材304侧变形区域硬度在距界面20μm处有最大值,为6.40GPa,为形变硬化和形变马氏体共同作用的结果;复合板结合界面耐腐蚀性低于复板304,而高于Q245R侧,满足工程应用。