镍基高温合金具有优良的高温力学性能和耐腐蚀性能[1]，而不锈钢同样具有良好的热稳定性好，且材料成本较低[2]. 将不锈钢与镍基合金焊接制成双金属结构，可以同时发挥两种材料的优异性能，降低成本. 因此对于不锈钢与镍基合金焊接方法的研究也日益受到了人们的关注. 有学者分别研究了镍基合金和不锈钢的钨极氩弧焊、激光焊及搅拌摩擦焊[3-5]. 真空电子束焊接热输入小、焊接变形小、焊缝纯洁度高、焊接参数再现性高，更适合于异种金属的焊接[6]. Ramkumar等人[7]研究了Inconel 625镍基合金和UNS 32205不锈钢的连接，焊缝区富Mo相在枝晶间析出，镍侧热影响区无明显的晶粒粗化及第二相析出. 试样拉伸断裂发生在焊缝区域，最高抗拉强度达到850 MPa. Christopher等人[8]进行了625镍基合金与9%Cr钢的真空电子束焊接工艺试验. 结果表明焊接接头在625 ℃产生蠕变，应力水平在100 ～ 156 MPa之间，蠕变断裂发生在钢侧热影响区.
通过对Inconel 718镍基合金与304不锈钢电子束焊接特性进行分析，揭示两种合金在电子束焊接后组织与性能变化，为镍/钢异种金属接头的工程应用提供试验基础.
试验材料为304不锈钢和Inconel 718镍基合金薄板，母材成分如表1和表2所示. 试验前采用电火花线切割成51 mm × 26 mm × 1.6 mm试板，使用超声波丙酮清洗备用. 焊接参数为：真空度4 ×10−2 Pa，加速电压 70 kV，电子束流 8 mA，焊接速度700 mm/min，表面聚焦.
当前高考思想政治选择题的结构有着“信息、知识、思维、思想”四维一体的组合特征。结合情境化试题命制的一般规范，日常教学中，可采用“四审一定”的系统方法，引导学生做到“读得懂信息、用得上知识、说得清思维、悟得透思想”，提高学生解决问题的能力。
表1 304不锈钢的化学成分(质量分数，%)
Table 1 Chemical compositions of SUS304
C SiMn Cr Ni S P Fe 0.07 1.0 2.0 17.0 ～ 19.0 8.0 ～ 11.0 0.03 0.035 余量
表2 Inconel 718镍基合金的化学成分(质量分数，%)
Table 2 Chemical compositions of Inconel 718
Ni Cr Fe Nb Mo Ti Al Co 50 ～ 55 17 ～ 21 1.0 4.75 ～ 5.5 2.8 ～ 3.3 0.65 ～ 1.15 0.2 ～ 0.8 1.0
沿焊缝垂直方向截取同时包含母材、焊缝以及热影响区的金相试样. 经过打磨、抛光至试样表面在光学显微镜下无明显划痕. 抛光后使用酒精冲洗，用新配制的10%草酸溶液进行电解腐蚀，腐蚀时间5 s. 采用日本OLYMPUS光学显微镜以及MERLIN Compact扫描电子显微镜(SEM)观察微观组织及断口形貌，分析接头组织成分. 采用HV-1000-T标准显微硬度计测试焊接接头金相试样显微硬度，载荷50 g，加载时间10 s. 使用Instron5967型万能材料试验机测试接头抗拉强度，进行三组拉伸试验取平均值.
接头横截面宏观形貌如图1所示，焊缝整体呈现“钉子形”. 但因718镍基合金熔点、热导率及比热容均低于304不锈钢母材，在电子束热源的作用下镍基合金母材熔化量相对较多，使得焊缝形貌呈现左右不对称现象.
从图1中还可以明显发现，焊缝两侧组织分布存在一定的不均匀性. 依附于不锈钢侧生长的枝晶延续到焊缝中部，而镍基合金侧枝晶分布较为分散. 熔池凝固过程中两侧过冷度不同影响了焊缝内部组织形貌.
图1 接头横截面宏观形貌
Fig. 1 Cross section of joint
根据显微组织特征的不同，接头横截面分为母材(BM)、焊缝区(WZ)、熔合区(FZ)和热影响区(HAZ)，分别对不同区域显微组织进行光学显微观察，如图2所示.
图2 典型区域微观组织
Fig. 2 Macrostructure of typical region of the join
Inconel 718镍基合金母材由明显的奥氏体晶粒构成，晶粒及晶界处弥散分布着如图2a所示的杂质相. 经过电子束焊接热循环之后，镍基合金侧热影响区组织发生再结晶、晶粒长大，熔合区柱状晶与热影响区再结晶晶粒联生生长，柱状晶生长方向垂直于熔合线方向. 不锈钢侧熔合线两侧焊缝及母材分界清晰，熔合线附近枝晶依附熔合线向焊缝中心方向生长；焊缝区域内部及焊缝上部分布着一次和二次树枝晶及部分等轴晶.
进一步分析焊缝组织，对接头内元素进行了线扫描分析，结果如图3所示. 由图3可以发现，由于电子束焊接熔池的流动及Fe-Ni之间较大的固溶度，使得Fe元素和Ni元素含量在焊缝中整体均匀分布，Fe元素和Ni元素含量相比不锈钢和镍基合金母材有明显降低，靠近镍侧焊缝区Ni元素略高于Fe元素，在焊缝中心和近不锈钢侧焊缝内Fe元素含量略高于Ni元素.
图3 元素线扫描结果
Fig. 3 Line scanning results
焊缝区微观组织如图4所示，不同特征组织能谱分析结果如表3所示. 焊缝组织主要由Fe-Ni基树枝晶组成，枝晶间有断续的富Nb相析出.Silva等人[9]的研究发现镍基合金焊缝在凝固过程中，Laves相和复合碳化物(NbTi)C组成的二次相会以氮化钛为核心析出. Aghajani等人[10]也认为氮化钛在镍基合金焊缝凝固过程中，是M23C6碳化物或Laves相等二次相的形核核心. 富Nb相的析出形成网状增强相，对接头力学性能具有一定增强作用.
3.3.1 社区建设规划 社区建设规划分为两部分：一是房屋建设；二是基础设施建设。房屋应与当地传统民居建筑风格相协调，结合现代美学原理进行改造，符合整体特色，提升居住的舒适度和建筑美感。社区基础设施应配备齐全，保证居民交通方便和生活舒适。
2.2.1 抗拉强度与断口形貌
图4 焊缝微观组织形貌
Fig. 4 Microstructure morphology
表3 图4中典型位置化学成分(原子分数, %)
Table 3 Chemical compositions of typical positions in Fig. 4
位置 Nb Cr Fe Ni A 0 20.62 45.88 33.50 B 8.82 18.90 35.80 36.47
表4 母材及焊接接头抗拉强度
Table 4 Mechanical properties of matrix and welding joint
材料 抗拉强度Rm/MPa 断后伸长率A(%)Inconel 718镍基合金 965 30 304不锈钢 752 40焊接接头 722 15
母材和接头的抗拉强度如表4所示. 从表中的结果可以看出，接头的抗强度接近304不锈钢母材的强度，达到96%. 说明采用电子束焊接方法可以很好地实现718镍基合金和304不锈钢的连接. 同时焊接接头保留了母材具有的一定塑性，提高了接头的综合力学性能. 在焊缝区组织以Fe基或Ni基固溶体为主，未观察到的连续分布的脆性相生成，保证了接头的连接强度和韧性.
采用中国气象局的自动站与CMORPH小时降水融合产品作为观测数据,对模式结果进行检验,其分辨率为0.1°×0.1°。
图5 焊接接头断口形貌及断裂位置
Fig. 5 Tensile fractography and fracture position
拉伸试样的断裂位置及断口形貌如图5所示.图5b表明焊件拉伸试样均断裂在焊缝区，为韧性剪切断裂，焊缝存在明显的塑性变形.由图5c所示，断口可观察到明显韧窝. 接头受外拉应力过程中，枝晶间富Nb的第二相与基体分离，由于焊接接头的塑性较好，会在第二相质点处发生应力集中，并在外加应力的作用下，基体与第二相质点发生分裂形成孔洞，并使位错塞集的大部分进入孔洞，使孔洞不断长大，最终以颈缩的方式断开而使微孔联通，造成失效.
2.2.2 显微硬度分析
陕西省已建成的山洪灾害防治非工程措施项目，在今年汛期向中央上报实时雨水情信息82.86万条，约占全国上报信息1／10。在主汛期先后发生的13次强降水过程中，已建成的县级山洪灾害监测预警平台共收到雨水情信息18.6万条次，发布预警短信13.6万条，启动乡镇、村组预警广播3486次，提前向暴雨洪水影响区的184个乡镇、856个村组发出预警信息，紧急撤离转移人员9.3万人，减免了人员伤亡，极大地减轻了群众财产损失。
截面水平方向进行显微硬度测试，结果如图6所示. 焊缝沿水平方向，焊缝区域硬度值较均匀分布在295 ～ 322 HV之间；镍基合金侧硬度值分布在280 ～ 300 HV之间，略低于焊缝硬度；不锈钢侧母材硬度较低，分布在225 ～ 255 HV之间. 可以发现焊缝区域硬度明显高于两侧的Inconel 718镍基合金和304不锈钢母材. 焊缝中网状分布的富Nb二次相对于接头硬度提高起到了一定作用. 焊缝内Ni元素含量较高的镍基合金侧硬度高于Fe元素含量略高的焊缝中部及不锈钢侧.
图6 焊缝水平方向显微硬度
Fig. 6 Horizontal distribution of microhardness of the welded joint
(1) 通过电子束焊接可以获得Inconel 718镍基高温合金与304不锈钢成功连接、无缺陷的焊接接头，接头强度达到最高722 MPa，达到不锈钢母材的96%.
(2) 镍/钢电子束焊缝组织主要由Ni基和Fe基枝晶组成，枝晶间有富Nb相析出.
她说她叫黄玲，黄山的黄，玲就是王字旁那个玲。我很怀疑她的名字是不是真的，因为某天在电梯里有个和善的外国老头用英语对她说让她帮忙摁一下15楼，她的样子是完全的听不懂。我记得她说过她去英国待了半年。
(3) 拉伸试样断裂发生于焊缝区内部，呈典型的延性断裂，断口可观察到明显等轴状韧窝.
(4) 焊缝区域硬度高于两侧母材，Ni元素含量较高的区域硬度高于Fe元素含量较高的焊缝区域.
参考文献：
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[10]Aghajani A, Tewes J, Parsa A B, et al. Identification of Mo-Rich M23C6, Carbides in Alloy 718[J]. Metallurgical & Materials Transactions A, 2016, 47(9): 4382 − 4392.
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