納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法
【專利摘要】納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法。本發(fā)明涉及高強(qiáng)鋼焊接領(lǐng)域，尤其涉及一種先塑性變形再靜態(tài)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒加速再納米化的方法。本發(fā)明是為解決現(xiàn)有納米貝氏體鋼再納米化焊接過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)以及工業(yè)化應(yīng)用困難的問(wèn)題。本發(fā)明采用隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓自動(dòng)化焊接裝置，使焊縫及熱影響區(qū)的高溫金屬發(fā)生大量塑性變形，在冷卻到馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以前利用火焰加熱的方法，使得變形的金屬發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶，細(xì)化奧氏體晶粒，縮短再納米化時(shí)間。
【專利說(shuō)明】納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高強(qiáng)鋼焊接領(lǐng)域，尤其涉及一種先塑性變形再靜態(tài)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒加速再納米化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]納米貝氏體鋼是目前存在的擁有最高強(qiáng)度級(jí)別的新一代鋼種，其極限拉伸強(qiáng)度可達(dá)2.5GPa，屈服強(qiáng)度達(dá)1.7GPa，硬度為600?700HV，斷裂韌性為30?40MPam1/2，延伸率達(dá)30%左右。這種鋼的含碳量在0.78%左右，并且含有一定含量的硅元素以抑制碳化物的析出，是在稍高于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度等溫轉(zhuǎn)變數(shù)天而獲得，微觀組織為無(wú)碳化物析出的納米片狀貝氏體和殘留的固溶大量碳元素的納米片狀?yuàn)W氏體。由于碳當(dāng)量很高，這種鋼的焊接性極差，焊接接頭的性能與母材相比嚴(yán)重惡化，其常規(guī)焊焊縫和熱影響區(qū)組織極易轉(zhuǎn)變?yōu)橛泊嗟鸟R氏體組織，從而引發(fā)冷裂紋的產(chǎn)生。
[0003]目前納米貝氏體鋼的再納米化焊接工藝能夠?qū)崿F(xiàn)這種材料的優(yōu)質(zhì)焊接，其基本原理為:借鑒通過(guò)在貝氏體相變溫度區(qū)間保溫可以使成分均勻的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米貝氏體的方法，在焊接冷卻過(guò)程中控制焊接冷卻歷程，使經(jīng)過(guò)焊接高溫熔化和奧氏體化的組織，在快速冷卻到貝氏體相變溫度區(qū)間時(shí)對(duì)其進(jìn)行保溫處理，最終轉(zhuǎn)變成為與母材組織一致的納米貝氏體組織。由于納米貝氏體組織是目前存在的最高強(qiáng)度級(jí)別的組織，這種方法能夠使焊接接頭的組織經(jīng)焊接熱過(guò)程之后依然保持納米貝氏體組織，從而獲得高性能的焊接接頭。
[0004]雖然再納米化焊接方法能夠有效的解決納米貝氏體鋼的焊接問(wèn)題并獲得與母材等強(qiáng)度的焊接接頭，但這種方法存在著處理時(shí)間長(zhǎng)，工業(yè)化應(yīng)用困難的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為解決現(xiàn)有納米貝氏體鋼再納米化焊接過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)以及工業(yè)化應(yīng)用困難的問(wèn)題，而提供一種納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法。
[0006]本發(fā)明的納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法按以下步驟進(jìn)行:
[0007]—、根據(jù)待焊納米貝氏體鋼的焊接CCT圖，確定對(duì)應(yīng)的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度Ac1，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms ；
[0008]二、根據(jù)焊接工藝參數(shù)，測(cè)定待焊納米貝氏體鋼對(duì)應(yīng)的焊接溫度場(chǎng)，確定該焊接溫度場(chǎng)準(zhǔn)穩(wěn)定溫度場(chǎng)下峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方沿焊縫中心線方向上步驟一確定的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度Ac1之間的距離U、峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方垂直于焊縫中心線方向上步驟一確定的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度Ac1之間的距離L1、峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方沿焊縫中心線方向上Ms+50°C等溫線的距離L2和峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方沿焊縫中心線方向上Ms+300°C等溫線的距離L3 ；
[0009]三、確定隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的半徑為L(zhǎng)1 ；
[0010]四、調(diào)整隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭到步驟二中峰值溫度點(diǎn)O的距離00’，使O’處于沿隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭移動(dòng)方向的后方且使00’在LfL1和L2-L1之間，調(diào)整待焊納米貝氏體鋼與隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的距離，使待焊納米貝氏體鋼與隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的距離等于5mm?15mm ；
[0011]五、調(diào)整加熱火炬的火焰中心到步驟二中峰值溫度點(diǎn)O的距離00”，使O”處于沿隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭移動(dòng)方向的后方且使00”處于L3和L2之間，控制加熱火炬加熱最高溫度為700?1100°C ；
[0012]六、使工件移動(dòng)，開始焊接，焊接開始后，當(dāng)工件移動(dòng)到隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭下方時(shí)，啟動(dòng)隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置，當(dāng)工件移動(dòng)到加熱火炬下方時(shí)，啟動(dòng)加熱火炬，開始火焰加熱，當(dāng)工件走過(guò)隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭后，隨焊沖擊擠壓裝置停止工作，當(dāng)工件走過(guò)加熱火炬之后，加熱火炬停止工作，完成靜態(tài)再結(jié)晶；
[0013]七、測(cè)定靜態(tài)再結(jié)晶后納米貝氏體鋼的奧氏體晶粒的平均晶粒度dDKX ；
[0014]八、將步驟六后的工件進(jìn)行再納米化，在再納米化焊接裝置上進(jìn)行保溫，控制再納米化溫度處于貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，控制再納米化保溫時(shí)間為t'XCcU/cU，然后空冷至室溫，完成納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化；其中Cltl為納米貝氏體鋼母材的奧氏體平均晶粒大小，t0為普通再納米化焊接過(guò)程所需時(shí)間。
[0015]本發(fā)明有益效果:
[0016]再納米化的過(guò)程是過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w的相變過(guò)程，奧氏體晶粒越細(xì)小，相變時(shí)間越短，相變時(shí)間與奧氏體晶粒大小成正比。在焊接電弧的熱作用下，焊縫金屬經(jīng)歷加熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程，在冷卻過(guò)程中，焊縫金屬在離熔池中心一定距離處仍處于較高的溫度，沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置作用處的焊縫和淬火區(qū)金屬具有高的溫度時(shí)該區(qū)域的金屬屈服強(qiáng)度降低，塑性變形能力較好。隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置作用在該區(qū)域，并使焊縫和淬火區(qū)金屬發(fā)生大的塑性變形，然后就可以通過(guò)靜態(tài)再結(jié)晶使該區(qū)域晶粒細(xì)化。由于經(jīng)過(guò)沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓后的金屬溫度快速下降，為了使變形的奧氏體發(fā)生再結(jié)晶，在沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓頭后面一定的距離處用火焰進(jìn)行加熱，當(dāng)火焰加熱的最高溫度達(dá)到700?1100°C時(shí)，就能得到較細(xì)小的奧氏體晶粒。經(jīng)過(guò)這樣一段靜態(tài)再結(jié)晶過(guò)程后，奧氏體晶粒得到細(xì)化，減小了再納米化的時(shí)間。靜態(tài)再結(jié)晶細(xì)化晶粒的效果與金屬應(yīng)變速率和變形溫度有關(guān)，應(yīng)變速率越大、變形溫度越低，奧氏體晶粒細(xì)化效果越好，其中沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓力決定應(yīng)變速率，沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓頭作用處的工件溫度決定變形溫度。
[0017]采用本發(fā)明的焊接方法實(shí)現(xiàn)了納米貝氏體鋼的優(yōu)質(zhì)焊接，極大地減少了再納米化方法的時(shí)間，使再納米化時(shí)間減少到原來(lái)時(shí)間的CUAlci，減少了再納米化工藝需要爐中保溫的工序，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本；而且經(jīng)過(guò)沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓使高溫區(qū)金屬發(fā)生塑性變形，進(jìn)一步消除了氣孔、縮孔等焊接缺陷，提高了焊接接頭的質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為試驗(yàn)一中待焊納米貝氏體鋼的焊接溫度場(chǎng)圖；其中A為Ac1等溫線，B為Ms等溫線，C為Ms+300°C等溫線，D為Ms+50°C等溫線。
【具體實(shí)施方式】
[0019]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式的納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法按以下步驟進(jìn)行:[0020]一、根據(jù)待焊納米貝氏體鋼的焊接CCT圖，確定對(duì)應(yīng)的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度Ac1，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms ；
[0021]二、根據(jù)焊接工藝參數(shù)，測(cè)定待焊納米貝氏體鋼對(duì)應(yīng)的焊接溫度場(chǎng)，確定該焊接溫度場(chǎng)準(zhǔn)穩(wěn)定溫度場(chǎng)下峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方沿焊縫中心線方向上步驟一確定的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度Ac1之間的距離U、峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方垂直于焊縫中心線方向上步驟一確定的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度Ac1之間的距離L1、峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方沿焊縫中心線方向上Ms+50°C等溫線的距離L2和峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方沿焊縫中心線方向上Ms+300°C等溫線的距離L3 ；
[0022]三、確定隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的半徑為L(zhǎng)1 ；
[0023]四、調(diào)整隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭到步驟二中峰值溫度點(diǎn)O的距離00’，使O’處于沿隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭移動(dòng)方向的后方且使00’在LfL1和L2-L1之間，調(diào)整待焊納米貝氏體鋼與隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的距離，使待焊納米貝氏體鋼與隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的距離等于5mm?15mm ；
[0024]五、調(diào)整加熱火炬的火焰中心到步驟二中峰值溫度點(diǎn)O的距離00”，使O”處于沿隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭移動(dòng)方向的后方且使00”處于L3和L2之間，控制加熱火炬加熱最高溫度為700?1100°C ；
[0025]六、使工件移動(dòng)，開始焊接，焊接開始后，當(dāng)工件移動(dòng)到隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭下方時(shí)，啟動(dòng)隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置，當(dāng)工件移動(dòng)到加熱火炬下方時(shí)，啟動(dòng)加熱火炬，開始火焰加熱，當(dāng)工件走過(guò)隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭后，隨焊沖擊擠壓裝置停止工作，當(dāng)工件走過(guò)加熱火炬之后，加熱火炬停止工作，完成靜態(tài)再結(jié)晶；
[0026]七、測(cè)定靜態(tài)再結(jié)晶后納米貝氏體鋼的奧氏體晶粒的平均晶粒度dDKX ；
[0027]八、將步驟六后的工件進(jìn)行再納米化，在再納米化焊接裝置上進(jìn)行保溫，控制再納米化溫度處于貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，控制再納米化保溫時(shí)間為t'XCcU/cU，然后空冷至室溫，完成納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化；其中Cltl為納米貝氏體鋼母材的奧氏體平均晶粒大小，t0為普通再納米化焊接過(guò)程所需時(shí)間。
[0028]本實(shí)施方式步驟三中所述的隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭為現(xiàn)有技術(shù)，其為申請(qǐng)?zhí)枮?01210528226X、發(fā)明名稱為“用于隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭”、 申請(qǐng)人:為哈爾濱工業(yè)大學(xué)以及申請(qǐng)日為2012年12月10日的中國(guó)發(fā)明專利中記載的隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置的上的沖擊頭。
[0029]本實(shí)施方式步驟八中所述的再納米化焊接裝置為現(xiàn)有技術(shù)，其為申請(qǐng)?zhí)枮?012100960577、發(fā)明名稱為“納米貝氏體鋼的再納米化焊接裝置及方法”、 申請(qǐng)人:為哈爾濱工業(yè)大學(xué)以及申請(qǐng)日為2012年4月5日的中國(guó)發(fā)明專利中記載的納米貝氏體鋼的再納米
化焊接裝置。
[0030]再納米化的過(guò)程是過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w的相變過(guò)程，奧氏體晶粒越細(xì)小，相變時(shí)間越短，相變時(shí)間與奧氏體晶粒大小成正比。在焊接電弧的熱作用下，焊縫金屬經(jīng)歷加熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程，在冷卻過(guò)程中，焊縫金屬在離熔池中心一定距離處仍處于較高的溫度，沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置作用處的焊縫和淬火區(qū)金屬具有高的溫度時(shí)該區(qū)域的金屬屈服強(qiáng)度降低，塑性變形能力較好。隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置作用在該區(qū)域，并使焊縫和淬火區(qū)金屬發(fā)生大的塑性變形，然后就可以通過(guò)靜態(tài)再結(jié)晶使該區(qū)域晶粒細(xì)化。由于經(jīng)過(guò)沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓后的金屬溫度快速下降，為了使變形的奧氏體發(fā)生再結(jié)晶，在沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓頭后面一定的距離處用火焰進(jìn)行加熱，當(dāng)火焰加熱的最高溫度達(dá)到700~1100°C時(shí)，就能得到較細(xì)小的奧氏體晶粒。經(jīng)過(guò)這樣一段靜態(tài)再結(jié)晶過(guò)程后，奧氏體晶粒得到細(xì)化，減小了再納米化的時(shí)間。靜態(tài)再結(jié)晶細(xì)化晶粒的效果與金屬應(yīng)變速率和變形溫度有關(guān)，應(yīng)變速率越大、變形溫度越低，奧氏體晶粒細(xì)化效果越好，其中沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓力決定應(yīng)變速率，沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓頭作用處的工件溫度決定變形溫度。
[0031]采用本實(shí)施方式的焊接方法實(shí)現(xiàn)了納米貝氏體鋼的優(yōu)質(zhì)焊接，極大地減少了再納米化方法的時(shí)間，使再納米化時(shí)間減少到原來(lái)時(shí)間的CUAlci，減少了再納米化工藝需要爐中保溫的工序，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本；而且經(jīng)過(guò)沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓使高溫區(qū)金屬發(fā)生塑性變形，進(jìn)一步消除了氣孔、縮孔等焊接缺陷，提高了焊接接頭的質(zhì)量。
[0032]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟四中使待焊納米貝氏體鋼與隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的距離等于10mm。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0033]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:步驟五中確定加熱火炬加熱最高溫度為900~1050°C。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0034]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟五中確定加熱火炬加熱最高溫度為950~1050°C。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0035]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:步驟五中確定加熱火炬加熱最高溫度為1000°C。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0036]用以下試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0037]試驗(yàn)一、本試驗(yàn)的納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法按以下步驟進(jìn)行:
[0038]本試驗(yàn)所用的納米貝氏體鋼的主要合金成分及含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))為:0.87%的C，
1.16% 的 Si, 1.54% 的 Mn,0.49% 的 Ni, 1.13% 的 Al,0.28% 的 Mo。
[0039]奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法如下:
[0040]一、根據(jù)待焊納米貝氏體鋼的焊接CCT圖，確定對(duì)應(yīng)的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度Ac1，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms ；
[0041]本試驗(yàn)中Ac1溫度為790°C ；
[0042]本試驗(yàn)中Ms溫度為142 °C ;
[0043]二、根據(jù)焊接工藝參數(shù)，測(cè)定待焊納米貝氏體鋼對(duì)應(yīng)的焊接溫度場(chǎng)，確定該焊接溫度場(chǎng)準(zhǔn)穩(wěn)定溫度場(chǎng)下峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方沿焊縫中心線方向上步驟一確定的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度Ac1之間的距離U、峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方垂直于焊縫中心線方向上步驟一確定的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度Ac1之間的距離L1、峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方沿焊縫中心線方向上Ms+50°C等溫線的距離L2和峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方沿焊縫中心線方向上Ms+300°C等溫線的距離L3 ；
[0044]本試驗(yàn)中Lci=Umm, 1^=9臟，L2=60mm, L3=35mm。
[0045]三、確定隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的半徑為L(zhǎng)1 ；
[0046]本試驗(yàn)中隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的半徑為9mm。[0047]本試驗(yàn)中隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的功率為500W ；
[0048]四、調(diào)整隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭到步驟二中峰值溫度點(diǎn)O的距離00’，使O’處于沿隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭移動(dòng)方向的后方且使00’在LfL1和L2-L1之間，調(diào)整待焊納米貝氏體鋼與隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的距離，使待焊納米貝氏體鋼與隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的距離等于IOmm ；
[0049]本實(shí)驗(yàn)中00，=25mm ;
[0050]五、調(diào)整加熱火炬的火焰中心到步驟二中峰值溫度點(diǎn)O的距離00”，使O”處于沿隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭移動(dòng)方向的后方且使00”處于L3和L2之間，控制加熱火炬加熱最高溫度為950~1050°C ；
[0051]本試驗(yàn)中00” =40mm ；
[0052]六、使工件移動(dòng)，開始焊接，焊接開始后，當(dāng)工件移動(dòng)到隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭下方時(shí)，啟動(dòng)隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置，當(dāng)工件移動(dòng)到加熱火炬下方時(shí)，啟動(dòng)加熱火炬，開始火焰加熱，當(dāng)工件走過(guò)隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭后，隨焊沖擊擠壓裝置停止工作，當(dāng)工件走過(guò)加熱火炬之后，加熱火炬停止工作，完成靜態(tài)再結(jié)晶；
[0053]七、測(cè)定靜態(tài)再結(jié)晶后納米貝氏體鋼的奧氏體晶粒的平均晶粒度dDKX ；
[0054]本試驗(yàn)在dDKX=20um ；
[0055]八、將步驟六后的工件進(jìn)行再納米化，在再納米化焊接裝置上進(jìn)行保溫，控制再納米化溫度處于貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，控制再納米化保溫時(shí)間為t'XCcU/cU，然后空冷至室溫，完成納米貝氏體鋼奧氏`體晶粒細(xì)化加速再納米化；其中Cltl為納米貝氏體鋼母材的奧氏體平均晶粒大小，t0為普通再納米化焊接過(guò)程所需時(shí)間。
[0056]本試驗(yàn)中再納米化溫度為250°C ；
[0057]本試驗(yàn)中(^=5011111；
[0058]本試驗(yàn)中tQ=8h。
[0059]本試驗(yàn)步驟三中所述的隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭為現(xiàn)有技術(shù)，其為申請(qǐng)?zhí)枮?01210528226X、發(fā)明名稱為“用于隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭”、 申請(qǐng)人:為哈爾濱工業(yè)大學(xué)以及申請(qǐng)日為2012年12月10日的中國(guó)發(fā)明專利中記載的隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置的上的沖擊頭。
[0060]本試驗(yàn)步驟七中所述的再納米化焊接裝置為現(xiàn)有技術(shù)，其為申請(qǐng)?zhí)枮?012100960577、發(fā)明名稱為“納米貝氏體鋼的再納米化焊接裝置及方法”、 申請(qǐng)人:為哈爾濱工業(yè)大學(xué)以及申請(qǐng)日為2012年4月5日的中國(guó)發(fā)明專利中記載的納米貝氏體鋼的再納米
化焊接裝置。
[0061]采用本試驗(yàn)的焊接方法實(shí)現(xiàn)了納米貝氏體鋼的優(yōu)質(zhì)焊接，極大地減少了再納米化方法的時(shí)間，經(jīng)計(jì)算本試驗(yàn)比原有的再納米化方法的時(shí)間縮短了 4.8h，減少了再納米化工藝需要爐中保溫的工序，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本；而且經(jīng)過(guò)沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓使高溫區(qū)金屬發(fā)生塑性變形，進(jìn)一步消除了氣孔、縮孔等焊接缺陷，提高了焊接接頭的質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法，其特征在于納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法按以下步驟進(jìn)行: 一、根據(jù)待焊納米貝氏體鋼的焊接CCT圖，確定對(duì)應(yīng)的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度Ac1，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms ； 二、根據(jù)焊接工藝參數(shù)，測(cè)定待焊納米貝氏體鋼對(duì)應(yīng)的焊接溫度場(chǎng)，確定該焊接溫度場(chǎng)準(zhǔn)穩(wěn)定溫度場(chǎng)下峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方沿焊縫中心線方向上步驟一確定的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度Ac1之間的距離U、峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方垂直于焊縫中心線方向上步驟一確定的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度Ac1之間的距離L1、峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方沿焊縫中心線方向上Ms+50°C等溫線的距離L2和峰值溫度點(diǎn)O與熔池后方沿焊縫中心線方向上Ms+300°C等溫線的距離L3 ； 三、確定隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的半徑為L(zhǎng)1； 四、調(diào)整隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭到步驟二中峰值溫度點(diǎn)O的距離00’，使O’處于沿隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭移動(dòng)方向的后方且使00’在LfL1和L2-L1之間，調(diào)整待焊納米貝氏體鋼與隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的距離，使待焊納米貝氏體鋼與隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的距離等于5mm?15mm ； 五、調(diào)整加熱火炬的火焰中心到步驟二中峰值溫度點(diǎn)O的距離00”，使O”處于沿隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭移動(dòng)方向的后方且使00”處于L3和L2之間，控制加熱火炬加熱最高溫度為700?1100°C ； 六、使工件移動(dòng)，開始焊接，焊接開始后，當(dāng)工件移動(dòng)到隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭下方時(shí)，啟動(dòng)隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置，當(dāng)工件移動(dòng)到加熱火炬下方時(shí)，啟動(dòng)加熱火炬，開始火焰加熱，當(dāng)工件走過(guò)隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭后，隨焊沖擊擠壓裝置停止工作，當(dāng)工件走過(guò)加熱火炬之后，加熱火炬停止工作，完成靜態(tài)再結(jié)晶； 七、測(cè)定靜態(tài)再結(jié)晶后納米貝氏體鋼的奧氏體晶粒的平均晶粒度dDKX； 八、將步驟六后的工件進(jìn)行再納米化，在再納米化焊接裝置上進(jìn)行保溫，控制再納米化溫度處于貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，控制再納米化保溫時(shí)間為(CIdkxMci),然后空冷至室溫，完成納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化；其中Cltl為納米貝氏體鋼母材的奧氏體平均晶粒大小，t0為普通再納米化焊接過(guò)程所需時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法，其特征在于步驟四中使待焊納米貝氏體鋼與隨焊沖擊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置上的沖擊頭的距離等于10mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法，其特征在于步驟五中確定加熱火炬加熱最高溫度為900?1050°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法，其特征在于步驟五中確定加熱火炬加熱最高溫度為950?1050°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米貝氏體鋼奧氏體晶粒細(xì)化加速再納米化的方法，其特征在于步驟五中確定加熱火炬加熱最高溫度為1000°c。
【文檔編號(hào)】B23K9/23GK103862148SQ201410127463
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】方坤, 楊建國(guó), 方洪淵, 劉雪松, 董志波, 彭小益, 馬然 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)