高强度低合金钢激光焊接结构性能评价

2017-12-07 02:41:15
汽车文摘 2017年4期
关键词:低合金钢母体马氏体

性能分析与控制

高强度低合金钢激光焊接结构性能评价

15CDV6钢是含有低浓度铬、钼和钒的高强度低合金钢,其具有良好的强度和延展性,且可焊性能强,适用于各种焊接工艺,如氧化焊、氩弧焊、电阻焊、激光焊。研究采用500mm×150mm×3.7mm的15CDV6钢板。在焊接之前将钢板进行完全热处理,之后在980℃下硬化30min。在640℃下对钢板进行回火处理30min,之后对其进行强制空气冷却。利用功率为3.5kW、焊接速度为2mm/min的激光焊接技术对15CDV6钢板进行焊接。

使用2%的硝酸酒精溶液(2mL硝酸和98mL甲醇)刻蚀低合金钢以显示焊缝的微观结构。焊缝的微观结构包括5个区域:①焊接过程中未受影响的母体金属区域;②良好的热影响区,该区域离熔融区较远,其中马氏体分解为奥氏体、铁素体和碳化物成分;③焊缝热影响区,焊接过程中会将与焊接表面连接的母体金属加热到很高的温度,如果冷却速度较慢,则该区域将转化成贝氏体结构,如果冷却速度较快则会该区域转化成马氏体结构;④与焊缝热影响区连接的焊接区域;⑤熔融区,为具有延展性晶粒产生的马氏体结构。采用维氏显微硬度计(FM-700)在所有焊接试样横截面处焊缝的中间区域检测焊缝的微观硬度。在15s内,施加0.98N负荷得到焊缝的硬度,测量得到平均焊缝硬度为450HV。利用配备液压夹具的ASTMA-370对12.5mm宽和100mm长的试样进行拉伸测试和冲击试验,得到焊缝的最大拉伸强度为1020MPa,屈服强度为918MPa,伸长率为12%。研究结果表明,焊缝的最大硬度较母体金属的大,但由于回火马氏体的存在,焊缝的韧性较低。

M.V.L Ramesh et al. 4th International Conference on Materials Processing and Characterization. 2015.

编译:朱会

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