低碳钢焊接接头表面冲击摩擦改性

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1、分类号：ＴＧ６６８单位代码：１０４３０密级：无学号：２０１２１００１０２／主朵戀＿＾奉ＳｈａｎｄｏｎｇＪＩａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕±学位论女论文题目：低碳钢焊接接头表面冲击摩擦改性研究生姓名滕诚信专业名称材料加工工程指导教师姓名元彬张学院材料科学与工程学院入学日期２０１２年９月论文提交日期２０１５年４月山东建筑大学硕±学位论文题目化巧钢焊巧接头表面冲击＊巧改性５６计：学位论文页表格１０个插图５８幅评阅人；指导教师：张元彬许斌学院院长：１５学位论文

2、完成日期：２０年４月原创性声明本人部重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外论文中不含其他人已经发表或撰写过，的研宛成果，也不包含为获得山东建筑大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。学位论文作者签冶：日期滅Ａ．＿学位论义使用授权声明本学位论文作者完全了解ａ＾东建筑大学有关保留、使用学位论文的规定，即：０＾东建筑大学有权保留并向国家有关部口或机构遂交学位论文的复印件和磁盘允许论文

3、被查阅和借阅。本人授权山东建筑大学可Ｗ将学位论文的全部或部，分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或其芭手段保存、汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此声明。学位论文作者签名：表日期导师签名：去片禾曰期（Ｉ山东建筑大学硕±学位论文摘要通过表面改性处理在材料焊接接头的表面实现纳米化，可Ｗ提高焊接接头的均匀性，达到强化焊接接头性能的效果。表面冲击摩擦改性技术，即利用旋转的冲头对工件表面进行机械冲击Ｗ提高工件表面性能，是表面改性处理的新方法，将表面冲击摩擦改性技术应用于焊接接头，对提高焊接接头表面组织和性能均匀性具有

4、重要意义。本文针对Ｑ２３５焊接接头，采用两种不同规格的冲头，进行了不同次数的表面冲击摩擦改性处理工艺实验，采用光学金相显微镜，扫描电子显微镜（ＳＥＭ），显微硬度计等测试仪器对经过表面冲击摩擦处理的焊接接头组织形貌和显微硬度进行分析－，利用Ｘ射线衍（ＸＲＤ）测试焊接接头表面晶粒尺寸－－射仪，采用ＡＳＭＢ２１６静态应变采集箱及ＨＫ２１型＝ＴＳ维应力分布磁测仪测试焊接接头残余应力分布，并初步选择部分试样在Ｍ８１０疲劳实验机上进行了四点弯曲疲劳性能实验。结果表明：利用Ｉ型冲头（圆柱状）对焊缝表面进行冲击摩擦改性处理５次后，在焊缝表面形成塑性变形层，随

5、着冲击摩擦次数的增加，塑性变形层的厚度逐渐增加。当冲击摩擦次数达到２０次时，塑性变形层的厚度能够达到６０〇ｎｍ左右，并在表面形成厚度为６〇ｎｍ左右的纤维状晶粒细化层。热影响区的表面晶粒也随着冲击摩擦次数的增加而逐渐细化，冲击摩擦次数达到２０次时，塑性变形层厚度能够达到４０〇Ｈｍ，但表面没有形成纤维状的细化层。当冲击摩擦次数为２０次时，焊缝表面硬度达到３７０ＨＶ，热影响区表面能够达到一２８０ＨＶ，并且随着距表面距离的增加，硬度逐渐减小，直到冲击前的硬度。利用ＩＩ型冲头（圆锥状）进行１０次表面冲击摩擦处理时４０〇ｍ，焊缝表面形成大约ｎ厚的塑性变形层，

6、随着冲击摩擦次数増加，塑性变形层的厚度逐渐增加。当冲击摩擦次数达到２０次时，变形层厚度达到８０〇ｉｍ左右，焊缝表面塑性变形层硬度达到２８０ＨＶ，表面ｔ没有形成纤维状的晶粒细化层。热影响区的表面晶粒随着冲击摩擦次数的増加而逐渐细化，冲击摩擦次数达到２０次时，塑性变形层厚度达到４０〇Ｋｍ，表面硬度能够达到２５０ＨＶ。与采用Ｉ型冲头时相比，表面硬度提高的幅度较小，冲击改性效果较小。采用Ｉ型冲头表面冲击摩擦改性处理５次时，焊缝表面的平均晶粒尺寸细化到２７．２ｎｍ擦次数的增加逐渐变小１、，随着冲击摩，晶粒尺寸，但在冲击摩擦改性处理０次１５次时降低幅度不大。

7、当冲击摩擦次数法到２０次时，晶粒尺寸减小幅度较大，平均晶粒Ｉ山东建筑大学硕±学位论文尺寸能够法到１化６ｎｍ。分析晶粒细化的原因是冲头的冲击和旋转摩擦作用引起焊缝表面的、、晶粒内部发生位错运动、增殖交割淫没等过程，在焊缝表面形成强烈的塑性变形层，变形层中的位错密度随着冲击摩擦次数的増加而增大，晶粒逐渐被细化至纳米级。根据磁测法的结果，随着Ｉ型冲头表面冲击摩擦改性处理次数的增加，焊缝表面的残余应力分布具有不同的变化。在表面冲击摩擦改性处理１０次时，焊缝表面形成较为明显的残余压应力分布