焊条药皮中Ni含量的变化对熔敷金属冲击韧性的影响开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

焊接技术已经越来越广泛地被运用在许多生产活动中，并在许多重要位置和场合起着关键性的作用，无论是金属材料之间抑或金属与非金属之间，焊接技术都能够进行十分牢靠的连接以供使用。随着科学技术的不断发展，焊接技术也在不断创新、跟进与完善，而焊接过程中不可避免地存在各种因素的影响，从而导致焊接结果不尽如人意，甚至产生各种缺陷。关于熔敷金属的冲击韧性问题就是其中之一。很多焊接研究表明，在焊接后的焊缝组织中，熔敷金属的冲击韧性往往达不到母材的三分之二，从而成为整个焊接接头中最薄弱的环节。在受到外力载荷冲击时，这部分薄弱环节很容易产生变形与断裂，这使得焊接技术在一些特定的重要场合保证产品能够正常安全地运作显得十分重要。如何在保证熔敷金属强度的同时提高其冲击韧性是一个很重要的课题。

国内外对于熔敷金属冲击韧性的影响因素做了多方面的研究，认为焊接方法、焊接位置、焊条种类、保护气体、热处理等诸多因素均会对熔敷金属冲击韧性产生影响。本课题主要研究焊条药皮中Ni元素含量变化对熔敷金属冲击韧性的影响。根据相关研究，一般认为提高针状铁素体的比例和降低先共析铁素体组织所占比例时能够有效提高韧性。合金元素的具体影响比较复杂，如Ni元素因其固溶强化作用能够细化铁素体晶粒从而提高低温冲击韧性，但过量的Ni会导致塑性降低；Cr元素能够增加组织淬透性和提高抗拉强度，但过量的Cr会降低组织韧性和塑性；Si元素增加使晶界铁素体增加，Mn元素增加能减少先共析铁素体的比例，而Si和Mn含量较少会形成粗大的先共析铁素体，降低韧性，含量较多则晶粒粗大，形成大量板条状铁素体，难以阻碍裂纹扩展等。目前，关于合金元素影响的研究，主要是寻求以适当的合金元素及比例，以得到较好冲击韧性的熔敷金属组织。例如，向焊缝熔敷金属过渡微量的Ti-B和稀土元素，以有效抑制先共析铁素体的析出，使焊缝获得细小、均匀的针状铁素体组织；加入微量合金元素得到具有较好力学性能的镍基高温合金熔敷金属等方法。各种研究可以看出，合金元素对熔敷金属的影响是巨大的，往往从其最基本的组织形态影响其力学性能。对于展开合金元素对熔敷金属影响方面的研究，一方面能够从基本组织形态上保证熔敷金属冲击韧性的要求，使其满足生产与使用要求；另一方面通过改变焊条中物质成分，即能改变合金元素的成分比例，从而达到满足冲击韧性的要求，这对于经济成本也是有利的。因此，通过研究焊条药皮中合金元素含量，找到适宜的合金元素比例，进而改善熔敷金属的冲击韧性，在满足生产使用要求和考虑经济成本等方面都是十分重要的。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容和目标

mn和ni是影响熔敷金属组织和性能的重要因素。本课题与某公司合作完成，由他们制作焊条，其药皮中mn含量都为5%，ni含量不同。通过对焊条熔敷金属的组织和冲击韧性研究，得到在规定强度范围内、药皮中mn含量为5%、ni含量的变化对熔敷金属冲击韧性的影响和最佳的mn、ni含量组合。研究目标是在mn含量为5%的情况下，探索与其配合的ni元素的最适宜含量，以期在保证焊缝熔敷金属强度的条件下，能够获得较好的韧性。

主要研究内容有:

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需要的原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－5周：碳钢表面堆焊，制备熔敷金属。

第6－7周：制备金相样品。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]王宗杰.熔焊方法及设备[m].北京:机械工业出版社,2006.1

[2]李亚江.焊接冶金学—材料焊接性[m].北京:机械工业出版社,2006.10

[3]杨秀英,刘春忠.金属学及热处理[m].北京:机械工业出版社,2010.9