热处理条件对焊後SAE4130钢板残留应力量测与消除效果之-Yoke.PDF

熱處理條件對銲後SAE4130 鋼板殘留應力量測與消除效果之比較 * 1 1 2 2 2 2 吳佩芳 王家祥 吳威德 賀克勤 吳典黻 楊智綱 陳裕德 1 2 國立中興大學材料系 中山科學研究院 Residual stress relaxation of welded SAE4130 plate under different heat treatment condition 本研究以SAE4130 鋼板，經過電子束銲接後產生殘留應力，探討五種不同熱處理條件，分別 為450o o o C 持溫 1hr 、2hr 與4hr 後空冷；300 C 持溫2hr 後空冷；180 C 持溫2hr 後空冷，對銲後 殘留應力的影響。本研究同時利用傳統Cu 靶-sin2ψ 法與必威体育精装版Cr 靶-cosα 法的XRD 進行殘留應力 量測，以比較其精準度與準確性，且探討不同熱處理條件對 Debye 環、正向應力的影響。研究 結果發現，以Cu 靶-sin2ψ 法XRD 量測銲接後的碳鋼類材料，因有螢光效應影響，導致殘留應力 誤差值為±50% ，若使用Cr 靶-cosα 法 ，其量測殘留應力值誤差值可降至為±15%以內。不同熱處 理條件對應力消除的研究結果發現，熱處理應力消除效果以450oC×4h 最佳，效果達75.12% ；其 次為450℃×1hr ，效果59.77% ；450℃×2hr ，效果56.91% ；最差條件為300℃×2hr 與 180℃×2hr ， 反而增加拉伸殘留應力。Debye 環可驗證殘留應力的準確性，故Cr 靶-cosα 法所得之殘留應力值 準確度優於Cu 靶-sin2 2 ψ 法 ，有取代傳統Cu 靶-sin ψ 法的潛力。 關鍵詞：殘留應力、4130 鉻鉬鋼、電子束銲接、cosα 法 Residual stress of a 4130 steel plate was studied in present research. The steel plate was welded by electron bean welding and heat treated under five conditions. X-ray diffraction (XRD) was selected to measure residual stress with a copper and a chromium X-ray target, in order to compare their precision and accuracy. Effects of different heat treatment on Debye ring, and normal stress were discussed. Due to the heat affected zone and grain coarsening effect, the measurement inaccuracy is about 50% when copper target is used; the fluorescent effect can be avoided when chromium target is selected and the inaccuracy is reduced to 15%. The best heat treatment condition in this study is 450℃ for 4 hours, which can reduce stress over 75.12%. Debye ring is suitable to examine the stress accuracy, and the ring calculated by cosα method is close to the theoretical model. When copper target is