2.试验材料热处理
对40CrNiMo钢进行调质处理，经850℃油淬600℃回火2h，其显微组织如图1所示。对GCrl5钢进行进行淬火一回火处理，在850℃油淬300％回火2h，其显微组织如图2昕示。焊接材料显微组织如图3所示。
3.焊接及焊后性能测试
40CrNiMo与GCrl5焊接属异种钢焊接，从焊接材料的选择、焊接工艺的制定到焊接过程的实施都必须遵循一定的原则。考虑到捣镐工作情况，焊后的性能测试只进行焊接接头冲击性能测试及断口形貌分析。由于捣镐工作时主要承受冲击载荷，焊接接头主要受到剪切应力和疲劳应力而产生破坏。焊后对试样进行线切割，切割成10mm×10mm×55mm标准无缺口冲击试样。在JB—36三用冲击试验机上进行冲击试验。
三、试验结果及分析
1.焊接接头冲击试验
从表4、表5可看出，焊接接头冲击韧度值比试验材料的冲击韧度值要大得多，说明焊缝在受到冲击载荷的时候，不会比母材金属先断裂。
2.焊接接头金相分析
焊接接头的金相照片如图4所示。
由图4可看出，图4a中母材一侧热影响区靠近熔合区的晶粒较粗大，主要是由于这一区域在焊接加热过程中处于过热状态，使得奥氏体晶粒发生长大现象，冷却之后得到粗大的组织；焊缝金属组织未发生明显的变化，熔合区特征不明显。图4b中焊缝及热影响区组织未发生明显变化，熔合区只能看到一条线。焊接接头中最容易产生缺陷的区域是熔合区，但由于试验条件的限制，熔合区的特征无法更进一步地观察，因此也影响到对此焊接接头质量的判断。仅从焊缝金属及母材热影响区来判断，此焊接接头没有大的焊接缺陷，这一点从焊接接头冲击韧度值也可以看出。
3.焊接接头冲击断口形貌分析
冲击断口主要由三个区域构成，如图5所示的纤维区、放射区以及剪切唇。首先在试样(无缺口试样)断裂的根部位置附近形成裂纹源；随后裂纹进入稳定扩展阶段，形成暗灰色的纤维区；之后进入快速失稳扩展阶段，形成白亮的放射区。放射区的特征是有放射花样，放射方向与裂纹扩展方向平行，垂商于裂纹前沿的轮廓线，并逆指向裂纹源；纤维区和放射区的交界线标志着裂纹由缓慢扩展向快速扩展的不稳定扩展转化。有些情况下断口中可在放射区与剪切区之间又出现一个二次纤维区。如果材料的韧性足够好，放射区可完全消失，只存在纤维区和剪切唇。纤维区中可看到凹凸较显著的有方向性的灰色纤维状形貌，它对应着较高的韧性值。
由图6可以看出，断口主要是韧窝断口，但在裂纹稳态扩展阶段，存在着脆性断裂。图6b是光滑的冰糖状晶界脆断断口，这是一种在几乎没出现任何微观塑性变形的情况下发生的晶界脆断，其断口棱角非常鲜明，晶面上非常平滑，为典型的冰糖状断口形貌，是吸收能量极少的最脆的一种断裂形式。此种断口的形成，一方面因晶内强度较高不易滑移，应变易集中于晶界；另一方面，晶界又由于各种原因导致脆化，不能承受塑性应变而开裂。这是由于晶界上存在脆性相薄膜造成的脆化，焊缝金属由奥氏体不锈钢组成，这种铬镍奥氏体不锈钢因晶界上的碳化物沉淀而造成断裂，这时的沉淀相薄膜不一定是连续的，当它覆盖晶界面积约50％，时就可使晶界在外力作用下断裂。这种断裂也可能是由于焊接过程中的氢脆导致的“氢致剥离”。由此可见，焊接接头主要是韧性断裂，从而进一步说明，GCr15与40CrNiMo焊接接头具有良好的焊接质量。
四、结语
(1) GCr15与40CrNiMo焊接接头冲击试验结果表明，焊接接头具有良好的冲击韧度，能够满足捣镐所受冲击载荷的要求。
(2)从GCr15与40CrNiMo焊接接头金相组织中看不到明显的焊接缺陷，焊接接头焊接质量良好，表明试验过程中所制定的焊接工艺及操作规程合理可行。
(3)从焊接接接头断口形貌分析可知，GCr15与40CrNiMo焊接接头断裂方式主要是韧性断裂。
