焊接作為一種重要的材料連接方法，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中；而摩擦焊作為一種固態(tài)焊接方法，在材料成形方面愈來愈受到人們的關(guān)注。與傳統(tǒng)焊接方法相比，摩擦焊連接具有如下優(yōu)點：焊件準備容易，自動化程度高，成本低，焊接過程清潔、無煙霧，無消耗性材料，能產(chǎn)生鍛制質(zhì)量的焊接接頭等；摩擦焊可用于幾乎所有材料之間的連接。目前，摩擦焊技術(shù)已廣泛應(yīng)用到礦山機械、石油機械、管道施工、汽車工業(yè)等方面。20CrNi3Mo鋼是一種重要的釬具用鋼，該材料在淬火+低溫回火后，具有良好的綜合力學(xué)性能和低溫沖擊性能，但其成分中較高的鎳含量導(dǎo)致材料的生產(chǎn)成本增加，為降低釬具材料成本，嘗試在釬具局部采用新研制的無鎳20CrMn2SiMo鋼來替代20CrNi3Mo鋼，對兩種材料采用摩擦焊進行連接。

實驗材料為研制的20CrMn2SiMo中空鋼，摩擦焊焊接材料為20CrNi3Mo中空鋼，其內(nèi)、外徑尺寸均為16和46mm。焊接設(shè)備采用連續(xù)驅(qū)動摩擦焊接機，轉(zhuǎn)速為1000r/min，摩擦壓強60MPa，頂鍛壓強130MPa，保壓時間6s。焊后對焊接接頭試件進行力學(xué)性能和顯微組織檢測。摩擦焊材料的原始狀態(tài)為高溫回火態(tài)，摩擦焊后空冷，接頭的熱處理工藝為920℃空冷+200℃回火。

摩擦焊后不熱處理，焊縫區(qū)組織主要為板條馬氏體和貝氏體組織，熔合區(qū)熔合線不明顯，結(jié)合良好；焊接接頭硬度分布焊縫硬度最高，熱影響區(qū)其次，母材硬度最低。

摩擦焊焊接接頭經(jīng)正火+低溫回火處理后，焊縫區(qū)組織主要為板條馬氏體和貝氏體組織，焊縫明顯，結(jié)合良好；焊接接頭硬度分布均勻，焊縫到基體硬度變化不大；20CrMn2SiMo鋼HAZ組織與基體一致，主要為貝氏體組織；20CrNi3Mo鋼HAZ組織和基體組織均為貝氏體和馬氏體組成的復(fù)相組織。

摩擦焊焊接接頭經(jīng)正火+低溫回火處理后，其力學(xué)性能為：σb=1351MPa、δ5=11%、ψ=43%，抗拉強度略高于基體材料的強度，塑性指標略有降低，但降幅不大。摩擦焊焊接接頭熱處理后具有良好的強韌性。（榕霖）