镍对钢结合金与普通碳钢焊接性能的影响

镍对钢结合金和普通碳钢焊接性的影响1王德志陈建轩黄宁康潘攀成郑振华季忠昌(四川大学72)(辽宁铁岭鲁平机械厂)(中国核电研究院)观察和测试界面区域的显微硬度和拉伸强度。砂浆的结果表明,焊接零件的抗拉强度不仅与钢结合金中的镍含量有关,还与电极材料有关。

钢结合金是一种新型的耐磨合金,具有硬质相(碳化物,氮化物)和钢作为粘合剂。该合金具有高硬度和耐磨性以及高刚性。与硬质合金相比,它具有良好的可塑性和韧性以及良好的自润滑性。作为钢结合金结合相,碳钢,工具钢,高速钢,高锰钢,各种耐热钢,不锈钢和各种合金等钢的种类正在扩大。钢。它可以用于多种应用,例如耐高温,耐氧化,耐腐蚀等。更值得注意的是,由于这种材料具有大量的钢基材,因此具有良好的加工性能和热处理性能,因此普通的加工设备可用于汽车,铣削,刨床,钻孔,磨削等。机械加工,然后进行各种热处理,并且热处理变形最小。因此,这种钢结合金越来越显示出广阔的应用前景。

钢结合金在实际使用中经常与其他金属部件连接。可以使用用于硬质合金的方法,例如热扩散焊接3,闪光对接焊接4,浇铸嵌体5和其他各种形式的钎焊6。通常,影响金属和陶瓷之间连接强度的主要因素来自化学和物理作用。在界面处存在高梯度应力影响区,从而证明了物理效应。由于热膨胀系数和晶体结构不同而产生的应力消除过程可以通过热处理得到一定程度的克服。过渡材料有所消除。化学作用表现为金属与陶瓷之间的润湿性及其粘附性,这需要选择合适的焊料或金属与陶瓷的合理组合来改善。除了连接过程外,金属元素对陶瓷的润湿性尤为重要,因此在将金结合用于连接钢时,需要考虑这一因素。显然,这种金属元素的影响程度与连接过程有关。实际使用中最方便,最低成本的连接方法就是电焊。本文介绍了使用焊条的不同材料将钢结合金与普通钢结合在一起的方法,以研究钢结合金中金属元素对焊接构件的组织和性能的影响程度。

1。从表1可以看出,除了元素Ni和Fe之外,其他成分的含量相同。对于要连接的普通钢,我们使用20种低碳钢,这是一种碳化物含量极低的碳钢和一种碳化物含量高的钢,以便更清楚地比较焊接性能。

表1结合金组成编号的钢。有两种类型的焊接用焊接电极。一个是不锈钢电极0Cr18Ni9Ti,另一个是硬质合金电极ZD3,它受到DC氩气的保护,因此当使用该电极时,请剥落涂层。焊接电流为A,使用硬质合金焊条时焊接电流较大。如图所示的焊接方法,其中a的样品用于测量显微硬度,b的样品用于拉伸试验,焊缝的截面用于观察金相形态。为了对焊接区域进行金相观察,使用了4X4光学显微镜。对于显微硬度测试,使用HX-1000显微硬度测试仪,并且使用的负载为500g。拉伸试验装置为WE-60通用材料试验机。

2结果与讨论对于钢结合金,不锈钢焊条与普通碳钢相连。钢焊金和不锈钢焊条的焊接区域是影响连接的关键区域。示出了该区域中的截面的金相组织。可以看出,Ni含量不同的两组钢与金和不锈钢电极具有良好的相容性。

当通过硬质合金电极将钢结合金焊接到普通钢上时,截面的显微组织如ab所示。两组钢与硬质合金焊条焊接的相容性也是可以接受的。但是,为了进一步了解焊缝的热效应,硬质合金焊条测量了样品焊接区域的微观成分和硬度分布。我们分析了焊接部分的EDAX元素组成,发现所测量的两组样品(无论是不锈钢焊条还是硬质合金焊条)均以镍含量焊接到不锈钢焊条上,这可能是在焊接过程中发生的。镍的挥发。在钢结合金的烧结过程中,会发生相同的现象,即,随着烧结温度的升高,一些金属成分会挥发并遭受损失。测得的硬度分布如表2所示。fe-M的后部区域仅况表表表表表表2 2 2 2 2表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表表20碳钢预焊SS焊接电极碳化物电极SS焊条硬质合金焊条在焊接钢焊金之前的焊接和20碳钢的显微硬度变化,金焊后的钢显微硬度比焊接前的高分别增长了9.4%和12.5%; 20碳钢焊接后的显微硬度仅比焊接前高0.9%4.3%。 (2)两种镍含量不同的钢结合金的显微硬度在焊接前基本相同。但是,焊接后的差异变大,Ni含量低的钢的显微硬度高于Ni含量高的钢的显微硬度。当使用不锈钢或碳化物电极进行焊接时,钢与金结合。侧焊区的显微硬度高于20碳钢侧焊区的显微硬度。用硬质合金焊条焊接时,焊接区的显微硬度高于不锈钢焊条的显微硬度; (4)比较不同镍含量的钢结合金焊接区的显微硬度,可以看出,无论使用不锈钢焊条还是硬质合金焊条,镍含量高的钢结合金侧焊区的显微硬度都可以看出。高于低镍含量的钢结合金侧焊区。

用不同材料的焊条将两种钢结合的金焊接到普通钢上后,要进行拉伸试验。结果示于表3。当将不锈钢焊条用于焊接时,Ni含量高的样品的拉伸强度高于1样品的抗拉强度。但是,如果使用硬质合金的电极,则样品1和样品2的拉伸强度相差不大。

表3 SS焊条硬质合金焊条的抗拉强度3总结对粘合剂中镍含量不同的两组钢合金进行了不同材料焊条的焊接试验,并确定了焊接区域。在观察轮廓形态和显微硬度测量的基础上,对这两套样品进行了抗拉强度测试,建议归纳以下几点:不锈钢焊条或硬质合金焊条与钢的粘接金,实验证明两者均具有良好的兼容性。但是,发现在该实验中使用的硬质合金电极焊接到普通碳钢上时的硬度不好。

抗拉强度试验表明,与不锈钢焊条焊接时,高Ni含量的钢的抗拉强度高于低Ni含量的钢的抗拉强度。但是,在用硬质合金焊条进行焊接时,Ni含量高的钢结合金的抗拉强度比Ni含量低的钢的抗拉强度低。

焊接区的显微硬度分布测量结果表明,无论是使用不锈钢焊条还是使用硬质合金焊条,焊接后的钢结合金的显微硬度都得到了显着提高,并且结合后的显微硬度也有所提高。低镍含量得到改善。对于钢结合金侧焊接区的显微硬度,具有高Ni含量的钢结合金侧焊接区的显微硬度高于具有低Ni含量的钢结合金侧焊接区的显微硬度。

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