16MnR焊接接头显微结构，硬度和扭转疲劳特性研究

摘要

本文对车辆焊接转向架用16MnR钢的焊接接头进行了一系列试验，针对焊接接头的不同区域(焊缝区、热影响区和母材)，对其各个区域分别取出试件，对其低周疲劳性能进行对比的研究，并对相应区域进行显微组织、硬度的观察和测定，并最后分析相应区域的组织对低周疲劳性能的影响。 试验结果表明：在焊缝厚度方向上，差别不大，中间部分在稳定阶段相应的应力幅值稍低，第一行的较高，而热影响区的相对的应力幅值在在相同列上比较，比其他区域的应力幅值要高一些，而对于热影响区金属本身，越靠近底部，稳定阶段的应力幅值越低。总体看来，第一行的金属在稳定阶段的应力幅值偏高，并且其寿命普遍相对较短。 在焊缝的横向上，焊缝和母材的硬度相差不大，热影响区的硬度明显比焊缝和母材的硬度要大，而且呈现梯度分布，靠近焊缝的部分硬度值最高。热影响区在稳定阶段的应力幅值都明显高于其他两个区域，从而导致其容易发生疲劳失效。热影响区在稳定阶段的应力幅值都明显高于其他两个区域，从而导致其容易发生疲劳。寿命长短的排序依次是：母材金属>焊缝金属>热影响区金属。 16MnR焊接接头在组织、硬度和疲劳性能上的不均匀性存在一定的对应关系：对于组织的形态较好、分布均匀，晶粒尺寸更为细小的区域，比如焊缝的第二行、第三行，会拥有相对较高的硬度和较长的疲劳寿命。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 文献综述

1.1转向架简介

1.2关于疲劳

1.2.1转向架焊接接头疲劳的研究进展

1.2.2 16MnR钢的疲劳研究进展

1.3关于焊接接头的研究

1.3.1焊缝的形成、组织和性能

1.3.2焊接接头热影响区的构成

1.3.3焊接接头热影响区中的组织对性能的影响

1.3.4多层焊的影响

1.3.5考虑焊接接头材质不均匀的研究

1.4本文所做的工作

第二章 16MnR焊接接头的显微组织分析及硬度测试

2.1试验材料及焊接工艺

2.1.1试验用钢板

2.1.2焊接材料

2.1.3焊接工艺

2.1.4取样方式

2.2焊接接头显微组织分析

2.2.1试验方法

2.2.2焊接接头相同区域的纵向组织变化

2.2.3焊接接头不同高度的横向组织变化

2.3焊接接头硬度试验

2.3.1硬度试验的原理

2.3.2试验结果

2.4本章小结

第三章 16MnR钢焊接接头的疲劳特性

3.1试验

3.1.1试验设备

3.1.2试件

3.1.3试验内容

3.1.4试验设置及数据的处理

3.2母材的疲劳

3.2.1试验结果

3.2.2疲劳特性

3.2.3扭转Coffin-Manson疲劳寿命预测模型

3.3焊接接头各区域材料疲劳特性的比较

3.3.1试验结果

3.3.2应力幅—寿命曲线综合比较

3.3.3稳定后的应力—应变曲线对比

3.4本章小结

第四章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢