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1、w学校代号 10731 学 号 092430105009 分 类 号 TG172；TG455 密 级 公开 工程硕士学位论文42CrMo 机车零件焊接修复及其磁痕分析机车零件焊接修复及其磁痕分析学位申请人姓名 培 养 单 位 材料科学与工程学院 导师姓名及职称 教授 学 科 专 业 材料工程 研 究 方 向 先进焊接技术 论文提交日 期 年 4 月 20 日 w学校代号：10731学号：092430105009密级：公开公开兰州理工大学硕士学位论文兰州理工大学硕士学位论文42CrMo 机车零件焊接修复及其磁痕机车零件焊接修复及其磁痕分析分析学位申请人姓名： 导师姓名及职称： 教授 培 养 单位
2、： 材料科学与工程学院 专 业 名称： 材料工程 论文提交日 期： 年 4 月 20 日 论文答辩日 期： 年 5 月 30 日 答辩委员会主席： w摘 要4Abstract.5第 1 章 绪论61.1 引言.61.2 曲轴和连杆的应用和发展.61.2.1 曲轴.61.2.2 连杆.71.3 TIG 和堆焊的特点及应用 111.3.1 TIG 特点及应用 .111.3.2 堆焊的特点及应用.121.4 现阶段无损检验主要方法.131.4.1 无损检测的概述和研究进展131无损检测的定义132无损检测与评价的特点143无损检测的研究与实践意义141.4.2 磁粉检测.151磁粉检测的特点152磁
3、粉检测的物理基础153影响铁磁性的主要因素164磁粉检测的原理以及主要影响因素175磁痕分析的意义181.5.本课题的研究意义19第 2 章 42CrMo 的焊接性能202.1 母材.202.1.1 42CrMo 钢的化学成分及机械性能.202.1.2 42CrMo 钢的特征及适用范围.212.1.3 40CrMo 钢的热处理工艺.222.2 42CrMo 的焊接性能分析.232.2.1 焊接产生的热裂纹232.2.2 焊缝的淬透性和冷裂纹232.3 42CrMo 焊接材料的选择.252.4 42CrMo 的焊接方法.262.5 42CrMo 的焊接工艺特点.262.6 本章小结.27第 3
4、章 焊接过程和焊接结果分析28w3.1 焊接工艺的制定.283.1.1 焊接方法的选择283.1.2 实验设备283.1.3 焊接材料的选择293.1.4 焊接规范293.1.5 焊接前的准备293.1.6 直流反接的特点303.2 焊接过程及焊后无损检测结果.303.2.1 焊缝外貌形状303.2.2 焊后处理303.3.3 焊接质量检验313.3.4 渗透检测验证323.4 焊缝的金相组织分析.333.4.1 实验材料的制备333.4.2 金相实验制备333.4.3 金相组织分析343.4.4 硬度分析393.5 本章小结.42第 4 章 焊后热处理及磁痕处理方法434.1 非相关磁痕的分
5、析.434.2 焊后热处理及分析.444.2.1 热处理规范444.2.2 热处理后的宏观形貌444.2.2 热处理后的金相组织分析454.2.3 相关的物理分析494.3 本章小结.50结 论51参 考 文 献53致 谢55附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录56w摘摘 要要随着我国经济的高速持续发展，已经成为人们日常出行的不过可替代的工具。因此，目前国内的机车市场需求量不断地提升就要求机车制造行业不断地加大产量，提供了车辆行业的良好的发展前景。但是再大产量的背后仍然有许多诸如质量问题的存在。尤其是机车的各个核心部位的零件上的质量问题更加应该令人重视。42CrMo 因其具有良好的强度和
6、韧性，淬透性也较好，无明显的回火脆性，调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力，低温冲击韧性良好。广泛用于重要的大截面机器零件，如制造高功率内燃机的曲轴、连杆、汽轮发电机的主轴、叶轮等，或作为 500以下的高温零件的原材料耐热钢使用。由于 42CrMo 的焊接性能较差，本文针对此种材料的焊接性能进行了分析。采用了H08Mn2SiA 焊丝不用预热的焊接方法进行实验，并在不同焊接电流下进行了焊接质量的比较。针对焊后出现的热影响区的脆化和软化现象制定了焊后热处理工艺进行改善。针对焊后进行磁粉检测时出现的现象进行了分析。指出并非所有磁痕显示都是由于裂纹导致，此次磁痕现象是由于热影响区的组织差异过大导
7、致磁导率突变造成的。分析微观组织，结果证明热影响区的组织大部分为马氏体和渗碳体组织，而母材大部分为索氏体，焊缝为珠光体和铁素体。马氏体磁导率较低造成磁力线外溢形成磁痕。经过热处理后，组织均匀化，磁痕现象得到了改善。关键词：堆焊；焊接性；热处理；非相关显示关键词：堆焊；焊接性；热处理；非相关显示wAbstractWith the domestics economic situation high rapid development, locomotive have become necessary transport gradually into peoples lives in everyda
8、y. So at the domestic market Requirement of Locomotive Continue to improve require Locomotive manufacturing industries continue to increase production at present. Provide the Good prospects for development of Locomotive manufacturing industries. But in the back of manufacture have many problem of th
9、e parts quality. Especially in the core parts of locomotive parts should be pay more attention to the quality.42CrMo have good strength and toughness, hardenability. Temper brittleness is not obvious. It is hardened and tempered will have a high limit of fatigue, Anti-shocks and low temperature impa
10、ct toughness. It is used in large and important section of machine parts wildly. For example, it is used for high power internal combustion engine crankshaft, the link, turbine spindle, impeller and so on. Or it is used for heat-resistant steel below 500 as high temperature components.Because of the
11、 poor weldability in 42CrMo In this paper, the weldability of this material was analyzed because of the poor weldability in 42CrMo. We have experiments for H08Mn2SiA welding wire in the situation of without preheating, and compare the quality of welding under different welding current. Formulated a
12、plan of heat hreatment after welded to improve the phenomenon which Heat affected zone is embrittlement and softening. Analyzed the the problem of Magnetic particle testing after welding. It indicated that the magnetic trace was because of heat affected zone have difference microstructure, the diffe
13、rence microstructure have difference magnetic permeability. Not because of it have crack in the weld. The metallographic character was described and it proved the heat affected zone was fulled martensite and cementite, the majority of the base metal is sorbite, the majority of the weld is pearlite a
14、nd ferrite. Martensitic have low Magnetic permeability cause magnetic field lines spillover. After heat treatment, metallographic structure is homogenizing, the phenomenon of magnetic marks have improved.Key words: overlaying; weldability; heat treatment; non relevant indicationsw第 1 章 绪论1.1 引言随着我国经
15、济的高速持续发展，机车逐渐步入人们的生活，已经成为人们日常出行的不过可替代的工具。因此，目前国内的机车市场需求量不断地提升就要求机车制造行业不断地加大产量，提供了车辆行业的良好的发展前景。但是再大产量的背后仍然有许多诸如质量问题的存在。尤其是机车的各个核心部位的零件上的质量问题更加应该令人重视。因此，本文以曲轴连杆为对象，对其修复及修复后的问题进行研究。1.2 曲轴和连杆的应用和发展1.2.1 曲轴1曲轴概述曲轴（图 1.1）是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。它是发动机上的一个重要的机件，主要包括主轴颈和连杆颈。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。曲轴的旋转是发动机的动力源，也是整个机械系统的最核心的部位1。曲轴在工作过程中既要承受周期性变化的气体压力、往复惯性力和离心力，又要承受他们所产生的扭矩和弯矩。因此，在上述载荷的作用下，曲轴承受着很大的弯曲、扭转应力，扭
