有关焊后热处理对高氮奥氏体不锈钢搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响

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1、学兔兔www.xuetutu.com第51卷第22期机械工程学报VO1．51NO．2220l5年11月J0URNAL0FMECHANICALENGINEERINGNOV．2015DoI：1O．3901／JME．2015．22．047焊后热处理对高氮奥氏体不锈钢搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响咪李艺君，2杜东旭，2付瑞东，2(1．燕山大学亚稳材料科学与技术国家重点实验室秦皇岛066004；2．燕山大学材料科学与工程学院秦皇岛066004)摘要：对高氮奥氏体不锈钢进行搅拌摩擦焊接。焊接过程中没有出现氮元素的损失及其他相的生成。对焊接接头进行焊后热处理

2、，以得到具有不同组织差异性的搅拌摩擦焊接头。微观组织分析表明：在焊态的接头中，焊核区晶粒细化且含有大量的小角度晶界，母材区与焊核之间存在明显的组织差异：热处理态接头中，焊核区的晶粒尺寸略小于母材，各种特征晶界的比例分数都与母材基本相当，接头内组织差异性减小。力学性能分析表明：大的组织差异使焊接接头呈现出典型的高匹配特征，屈服强度、抗拉强度明显升高，伸长率有所降低。较小组织差异的接头匹配模式发生变化，进而导致力学性能发生明显改变，屈服强度、抗拉强度降低，伸长率恢复到母材水平。关键词：高氮奥氏体不锈钢；搅拌摩擦焊接；焊后热处理；组织差异；强度匹配中

3、图分类号：TG453EflfectofPost．weldedHeateatmentontheMicr0structuresandMechanicalPropertiesofFrictionStirWeldedJointofHigh·nitrogenAusteniticStainlessSteelLIYijun，DUDongxu'FURuidong，(1．StateKeyLaboratoryofMetastableMaterialsScienceandTechnology,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004；2

4、．CollegeofMaterialsScienceandEngineering，YanshanUniversity,Qinhuangdao066004)Abstract：Frictionstirweldingisappliedtoahigh-nitrogenaustenitiestainlessstee1．Lossofnitrogenandotherprecipitatesarenotfoundduringtheprocessoffrictionstirwelding．Intheas-weldedjoint，thenuggetzoneisco

5、nsistedoffinegraiI1swithhighfractionoflowangleboundaries．Significantdiferencesofmicrostructureareobservedalongthetransversedirectionofas-weldedjoint．Further,thepost-weldheattreatmentjointisshownanefectivelyweakendiference．Thediferencesofmicrostructurehaveasignificantimpactto

6、themechanicalproperty．Intheas-welded，thedistributionofdiferentmicrostructuresleadstoovermatchingcharacteristicwithhigherstrengthbutlowerductile．Inthepost-weldheattreatmentjoint，thestrengthmatchingmodeischanged．Theelongationofthejointisincreasedcompaniedwithenhancedstrength．K

7、eywords：high-nitrogenausteniticstainlesssteel；frictionstirwelding；post-weldheattreatment；diferencesofmicrostructure；strengthmatching损失、气孔、焊缝区热裂纹以及热影响区氮化物析0前言出等冶金问题，进而限制了该类钢的推广应用【4_。搅拌摩擦焊(Frictionstirwelding，FSW)是1991年由高氮奥氏体不锈钢由于其高强度、良好的低温英国焊接研究所(TheWeldingInstitute，TWO发明的塑韧性

8、以及无磁性等特点，作为一种结构材料在低一项全新的固态焊接技术j，由于搅拌摩擦焊接过温环境中具有很大应用潜力】。然而，采用传统熔程中，焊缝金属未发生熔化