4.2 母材及焊缝微观组织特征分析 19

4.2.1 装甲钢及其融合区显微组织： 19

4.2.2 焊缝区 21

4.2.3 高氮钢及其熔合区显微组织 21

4.3  本章小结 23

5 焊接接头的力学性能 23

结 论 28

致谢 29

参考文献 30

1 引言

1.1 概述

本课题研究的是高氮钢的异种钢接头的电子束焊接工艺，在经济高速发展的今 天，在各个行业人们逐渐对材料的认识已经有了很大的提高，回想从石器时代以来， 材料的发展伴随着人类文明的发展。论文网

对于现在人们对材料要求的提高，单纯的金属材料已经满足不了人们的需求，各 种合金材料得到了发展，对于钢材方面，鉴于对钢材硬度、耐磨性、低温韧性、高温 持久等的要求，现在已经有了各种的合金钢[2]。本文主要用到的材料是高氮钢与装甲 钢，鉴于研究研究高氮钢的焊接性主要是因为高氮钢的种种优秀性能，高氮钢在强度 和韧性方面具有良好的结合。面对汽车尾气排放量削减的环境保护政策、油价的上升， 汽车工业要求发动机高效化、车体轻量化来提高汽车发动机的燃烧效率，所以对制造 发动机的钢具有更高的要求，包括高强度，耐热性等等。所以高氮钢在汽车行业的应 用将会具有一些优势。当前高氮钢钢种并不是全部都要高压熔炼，加上氮元素资源丰 富，以及单核进化能使钢强度提高，耐腐蚀，保持韧性等优点，研究新的冶炼工艺并 开发新的含氮钢廉价钢种，扩大高氮钢的工业生产和应用领域是很有发展前景的[5]。

在某些情况下，单一的某种金属材料无法完全满足要求，有的是由于但以金属的 成本昂贵，有的是因为需要满足在不同的工作条件下工作的要求，所以产生了异种钢 材焊接的方法，这样不但降低了成本，而且还能满足在不同条件下工作的要求，更是 降低了工艺的难度[10]。异种低合金钢的焊接已经广泛应用到了石油化工、交通运输、 电站锅炉、航天航空，机械电子，工程机械等行业的机械设备和构件制造中[1]。这些 构件和机械装置的使用寿命很大程度上都取决于异种钢的焊接接头的使用寿命，特别 是组织、成分和性能与母材有差别的过渡融合区的组织性能，例如:(1) 在国内外许多 的实际调查中都发现，超高压和亚临界电站锅炉中的爆管事故大部分发生在异种钢焊 接接头部位，它不仅影响电厂的正常生产，造成重大的经济损失，还会造成人身伤亡。 (2) 在炼油设备中铂重整装置的高温临氢系统的异种钢焊接管线和加氢裂化反应装置 中的异类材料熔覆界面处，人们发现，当在高温高压氢环境中服役运行一段时间后， 在焊接熔合区常伴有剥离裂纹，降低了工件的使用寿命，给工业生产造成很大的经济 损失。

高氮钢与装甲钢的焊接方法的选择也是十分重要的，经过长期在异种钢焊接方法 的试验中，人们对异种钢焊接所存在的问题也得到了很深厚的认识，例如异种钢材熔 点相差较大不易焊接、异种金属线膨胀系数相差大不易焊接、异种金属磁导率和比热 容相差较大不易焊接等等。目前采用钎焊、摩擦焊、电阻焊、扩散焊、胶结以及机械 连接都能实现异种金属的可靠连接，但使用条件受到极大限制。认真阅读大量的文献 中可以看出对于异种刚才焊接大多数用到了电子束焊接[18]。本课题采用高能电子束流 作为热源，在真空中进行高氮钢与装甲钢接头的焊接从而得到高质量的焊接接头。从 而可以解决异种钢材焊接接头使用寿命问题，具有在工业设备制造的实际意义。