D6AC钢与T2铜熔敷焊接接头的组织性能研究(2)
在兵器、船舶等重工业中,需要钢材有更好的导热导电等物理性能，所以会选择在钢上面敷上一层铜，其厚度不定（单位可为微米至毫米)。要求铜-钢界面结合良好，要有好的焊缝质量，同时要求很低的稀释率（一般电极堆焊的为：大于百分之十）, 即使带极堆焊也具有相当大的稀释率。 在如今的各种工业中，稀释率越低越好, 0稀释（无熔深）最好[3] 。所以获得焊缝质量好、焊接效率高、稀释率低的焊接方法变得越来越迫切和重要。
众所周知的是铜和钢的导热系数、熔点、线胀系数相差较大。铜在使用熔敷焊时热量流失快，致使其不能形成熔融态而与熔融态的钢相结合给焊接代来困难。另一方面，铜和钢的化学原子参数都相差不大，而且Cu和Fe属于在液态的时候无限互溶，固态的时候有限互溶的二元合金，所以不存在金属化合物等脆性相。此为二者焊接性的基本依据。故而，只要克服前述的铜和铁的物性的差异，是可以得到正常的焊接接头的[4-6]。感应加热会在被焊的工件上产生电流的集肤效应从而产生电阻热，使得工件被加热，由于铜的熔点比钢的熔点要低400多度，可以实现铜熔化但钢不熔化[7-8]。根据产品实际要求来实现铜钢结合的地方即达到冶金结合，又无熔深，熔合比几乎为零。故本课题采用感应加热的方法，对D6AC钢与T2铜进行感应熔敷焊，进行金相试验和硬度试验以达到研究目的。为今后继续开展该方向课题研究提供正确的依据。
1．2 D6AC钢的性能及应用
美国于1960年以后着手研制D6AC钢，原版为AISI4340钢，它被大量用在大型武器的动力系统壳体以及航空产品的结构件[9]。到了1975年左右，D6AC的应用越来越广泛，超过了其他钢材，成为了某种大型武器某部件的专用钢种。我国在七十年代开始研究并且使用D6AC钢，到如今D6AC钢已应用于航空航天等多种领域。
1-1 D6AC钢奥氏体连续冷却转变曲线1-2 D6AC钢等温转变曲线
由图1-1连续冷却曲线可知，当冷却速度低于20℃/h时，奥氏体在610-730℃发生了珠光体相变，在冷却到475℃以下时又发生了贝氏体相变，在冷却温度低于二百九十摄氏度时，会发生残余A→M，最终形成残余A+M组织，该组织的硬度HB≤370；当冷却的速度高于36℃/min(临界冷却速度)时，会产生A→M的直接转变，空冷时该钢也可能发生M转变，其组织为M+残余A，硬度为HB589左右。应当指出的是，以上两曲线相比有很多的不同，由于钢有热滞效应，致使图2中曲线的B偏向于右下方，即孕育时间增长，相变的T降低。某些人指出：焊接空冷时，MS=270℃，Mf=66℃。
在生产过程中，D6AC钢可能会出现过热现象等缺点[10]，但其具有冷旋成形、冷冲、高能成形、焊接等良好工艺性能。该钢的氧化—脱碳倾向较大，利用空气电炉热处理后，在脱碳层的影响下，强度会下降10MPa左右。510-610℃为该钢的奥氏体稳定区，在此区间内可以进行形变热处理以及奥氏体淬火处理。D6AC钢也具有优良的低温和高温性能，在民用和军工方面可以广泛使用。D6AC钢的高温塑性好，具有较好的热加工性能。
D6AC钢的原材料显微组织为珠光体+少量铁素体，具有较粗大的组织晶粒。正火得到黑色针状的下贝氏体以及少量马氏体；等温退火和完全退火的微观组织相同，都为珠光体+铁素体组织，但等温退火组织中的铁素体相略少于完全退火的铁素体；正火+低温退火组织为细片状的铁素体与渗碳体的组织，为索氏体[11-13]。
从焊接方面来看D6AC钢，它属于中碳调质钢，焊接前要进行退火处理，焊接后为了获得好的焊接效果，可通过调质来获得。总而言之，正火或退火后最好获得索氏体组织。正火-低温退火获得的索氏体能满足随后的淬火和焊接要求。为了获得优异的焊接接头，焊前进行等温退火或者正火-低温退火热处理。D6AC钢经过预冷奥氏体化可以将工件淬硬，有效地降低了畸变和淬火应力，回火后得到了需要的索氏体组织以及力学性能[14-17]。
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