挤压态AZ31镁合金扩散焊及焊后热处理研究

以AZ31镁合金作为研究材料,首先对AZ31镁合金板材进行退火温度300℃、保温时间30min的焊前预处理,将预处理后的AZ31镁合金进行扩散连接,之后对焊接接头进行焊后热处理。结果表明:扩散连接工艺参数为真空度15Pa、压力l0MPa、温度470℃、保温时间90min时,接头剪切强度达到最大值41.32MPa。焊后热处理能显著提高AZ31镁合金焊接接头强度,将工艺参数为470℃×90min扩散焊接后的试样进行350℃×5h的焊后退火,接头的剪切强度进一步提高到49.29MPa,提升了20%左右。     

不同退火条件下AZ31镁合金的组织和硬度分析

研究了AZ31镁合金在不同的去应力退火和完全退火结合条件下组织和硬度变化.结果表明:镁合金在250～280℃退火时,晶粒先增大后减小,最终晶粒细小且均匀;但保温时间较长,退火温度为300～350℃时,晶粒尺寸比较稳定;在400℃退火处理后,短时间内晶粒立即出现异常长大现象,晶粒粗大且不均匀,合金性能较差.退火处理的最佳温度为280～350℃.退火处理温度对AZ31镁合金的硬度值有显著影响,但退火处理时间的影响却不明显.     

不同处理工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊接头残余应力的影响

采用三种去应力退火工艺和三种振动时效+去应力退火工艺对6005A激光-MIG复合焊接头进行处理,并采用X射线衍射法对处理后的焊接接头进行了残余应力测量,比较不同处理工艺条件下焊接接头的应力消除率。结果表明,振动时效和去应力退火均可有效降低焊接接头残余应力。复合处理工艺比单一处理工艺对焊接接头残余应力的消除效果更为显著。单一处理工艺中退火温度为220℃,保温4 h的应力消除效果最好;复合处理工艺中,振动时效20 min+220℃去应力退火(保温4 h)的应力消除效果最佳。     

退火对AZ31B镁合金TIG焊接接头组织与性能的影响

采用钨极氩弧焊对2.7 mm厚的AZ31B镁合金板进行焊接,研究了退火处理工艺(200℃1 h,250℃1 h,300℃1h,350℃1 h,400℃1 h,450℃1 h)对AZ31B镁合金焊接接头组织、力学性能和析出相的影响,利用光学显微镜和扫描电镜对焊后及退火处理后的接头显微组织进行观察,在退火处理前对焊缝区组成和相进行EDS、XRD分析,对不同退火条件下的接头进行了拉伸试验。结果表明,经过400℃1 h退火处理后,焊缝区粗大的颗粒物基本溶于基体,晶粒变得细小均匀,抗拉强度和伸长率均达到最大值,焊缝区在焊接过程并没有低熔点共晶化合物Mg17Al12生成。当退火温度进一步升高时,焊缝处晶粒呈现异常长大,抗拉强度和伸长率急剧降低。     

AZ31镁合金脉冲MIG焊接头深冷工艺研究

采用与母材同质、直径1.2 mm的焊丝进行AZ31镁合金脉冲MIG焊工艺试验,并对AZ31镁合金焊接接头分别进行了100,-140,-180℃保温6 h的深冷处理工艺试验;采用超景深显微镜观测、分析了深冷处理焊接接头微观组织。研究结果表明,未深冷处理焊接接头最大晶粒尺寸为400μm;-100℃深冷6 h的最大晶粒尺寸为100μm;在-140℃深冷6 h最大晶粒尺寸为50μm;-180℃深冷6 h最大晶粒尺寸为60μm。深冷处理后的焊接接头晶粒变小,镁合金脉冲MIG焊焊接接头强化的最佳深冷处理工艺为-140℃深冷6 h。     

深冷处理对AZ31B镁合金焊接接头疲劳性能的影响

研究了深冷处理对镁合金焊接接头疲劳性能影响。采用TIG焊接AZ31B镁合金,在-160℃、保温12 h深冷工艺下对镁合金焊接接头进行深冷处理。测试未深冷组和深冷组镁合金焊接接头疲劳性能,用最小二乘法拟合实验数据得到S-N曲线,计算2×106循环次数下,未深冷接头疲劳性能为36.42 MPa,深冷接头疲劳性能为41.26 MPa,深冷处理后接头疲劳强度提高13.29%。用盲孔法分别测试未深冷和深冷后垂直焊缝不同位置的残余应力。结果表明:深冷处理后焊接残余应力下降;深冷处理后焊缝晶粒比未深冷焊缝晶粒明显细化。未深冷接头疲劳断口为解理断裂,深冷后接头疲劳断口为韧性断裂,说明深冷处理可提高焊接接头韧性。深冷处理可以提高镁合金焊接接头疲劳性能。     

镁合金拼焊板焊接性能及覆盖件冲压成形

采用钨极交流氩弧焊的焊接方法成功制备0.8mm厚的AZ31和AZ80镁合金拼焊板,确定了钨极交流氩弧焊接工艺参数。经过300℃×60min退火热处理后,使镁合金拼焊板焊接接头平均晶粒度从23μm细化到16μm。对0.8mm厚的AZ31、AZ80镁合金拼焊板冲压成形,当AZ31薄板的温度范围在190℃～210℃,AZ80薄板的温度范围在310℃～350℃时的成形效果良好。在成形件底部,焊缝向塑性较差的AZ80材料侧偏移,最大移动距离为0.55mm。     

焊后热处理对L245NCS微合金钢焊接残余应力的影响

采用履带式电加热法对L245NCS微合金钢焊接接头进行了不同退火温度和不同保温时间的焊后热处理,采用小孔法测量焊接残余应力。结果表明,560℃退火保温3.0 h焊后热处理方案和620℃退火保温1.5 h焊后热处理方案对降低焊接残余应力均较明显,其中560℃×3.0 h焊后热处理消除残余应力的松弛率在50%左右,620℃×1.5 h焊后热处理方案消除残余应力的松弛率基本高于80%,说明延长保温时间并不能有效地降低焊接残余应力。620℃×1.5 h焊后热处理方案对于消除L245NCS微合金钢焊接残余应力更为有效。     

焊后热处理对镁合金搅拌摩擦焊接接头的影响

对AZ31B镁合金进行搅拌摩擦焊接,研究热处理前后焊接接头组织及性能的变化。结果表明:焊后热处理可以显著改善焊接接头的力学性能;当搅拌头的旋转速度为600r.min-1,焊接速度为47.5mm.min-1,接头的抗拉强度为168MPa,延伸率为3.6%。热处理后,接头的抗拉强度和延伸率最高可达205MPa和8.6%,比热处理前分别提高22.02%和138.89%;接头的最佳热处理工艺为:退火温度250℃,保温1h;随着退火温度的升高,焊核区晶粒的长大速度大于热影响区/热机影响区混合区域(HAZ/TMAZ)。当退火温度高于250℃时,焊接接头的拉伸断口主要为扁条状韧窝,呈现出微孔聚合韧性断裂特征。     

去应力退火处理对310S钢焊接接头残余应力与力学性能的影响

采用钨极氩弧焊对310S耐热不锈钢进行焊接试验,并对其接头进行去应力退火处理,采用金相显微镜、残余应力仪、拉伸试验机等测试热处理前后焊接接头的显微组织、力学性能与残余应力演变规律。结果表明:在600℃进行退火处理时,随着保温时间的增加,残余应力被消除的程度逐渐加大;由于去应力退火温度未达到其再结晶温度,因此,热处理后焊接接头的显微组织与力学性能变化不明显。     

热处理工艺参数对2219铝合金焊接接头残余应力的影响

采用X射线衍射法对不同热处理参数下的2219铝合金TIG焊接头残余应力进行测试与分析,研究了退火温度、保温时间及冷却方式对接头残余应力的影响。结果表明,随着退火温度的上升和保温时间的延长,接头残余应力下降幅度增大;当退火温度为350℃保温时间2 h时,焊缝附近区域及焊缝中段横向应力及远离焊缝区域纵向应力方向发生改变,残余应力横向分布规律发生变化。随着保温时间的延长,焊接残余应力下降幅度增大。炉冷具有消除残余应力的效果。     

异步轧制AZ31镁合金板材在退火处理中的组织性能演变

研究了异步轧制AZ31镁合金板材经200～350 ℃退火30～120 min后的组织性能演化.在试验条件下,AZ31镁合金板材在200 ℃退火时,随保温时间的延长,组织的均匀程度和晶粒尺寸没有明显变化;在300 ℃退火30 min,基本完成再结晶过程,获得均匀细小的等轴晶,保温时间增加到60 min时,部分再结晶晶粒长大;在350 ℃退火30 min和60 min,均在完成再结晶的同时晶粒长大;300 ℃退火30 min后AZ31镁合金板材的综合性能较好,室温抗拉强度为315 MPa,伸长率为33.0%.     

热处理对变形AZ80镁合金组织和硬度的影响

研究了变形AZ80镁合金在不同热处理条件下组织和硬度变化。结果表明:镁合金在150~250℃退火时,晶粒先增大后减小,最终晶粒细小且均匀;但保温时间较长,退火温度为300~350℃时,晶粒尺寸比较稳定;在400℃退火处理后,短时间内晶粒立即出现异常长大现象,晶粒粗大且不均匀,合金性能较差。退火处理的最佳温度为280~350℃。热处理温度对AZ80镁合金的硬度值有显著影响,但退火处理时间的影响却不明显。     

真空去应力退火对TC21钛合金残余应力的影响

采用盲孔法测定了TC21钛合金在不同真空去应力退火理制度下的残余应力,真空去应力退火温度分别为500、550、600和650℃,退火时间分别为2h 和4h.结果表明:随退火温度升高、时间延长,残余应力呈明显下降趋势.600℃保温2h后空冷的残余应力降幅达到80％,约为34 Mpa,与显微组织分析相吻合.因此,TC21合金最佳热处理制度为加热至600℃保温2h后空冷.     

热挤压工艺对AZ31镁合金组织性能的影响

为满足更多的结构件的应用需求，采用热挤压T艺对AZ31镁合金进行变形，研究了挤压比和挤压温度对AZ31合金显微组织和力学性能的影响．结果表明：挤压可以显著细化AZ31合金显微组织．且挤压比越大，晶粒尺寸越细小．力学性能得到较大提高；挤压温度也影响AZ31镁合金组织性能，在实验中发现，在350℃时AZ31镁合金组织均匀，力学性能较为良好。     

AZ91镁合金/7075铝合金异种金属扩散焊

采用真空扩散焊对AZ91镁合金,7075铝合金进行了扩散连接,对焊接接头进行金相显微组织分析.并利用显微硬度计和微机控制电子万能试验机对接头界面扩散区的显微硬度和接头抗剪强度进行分析.研究结果表明.焊接温度和保温时间对接头抗剪强度有显著影响,在连接温度为470℃,保温时间为60min时,过渡层宽度为34.36μm,接头...     

AZ31B镁合金冷轧及退火后的组织与性能

研究了AZ31B镁合金的冷轧工艺与冷轧后的组织变化,以及退火过程中退火温度、保温时间以及冷轧变形量对再结晶组织的影响,获得了静态再结晶图.当冷轧变形量大于15%,退火温度不超过400 ℃,可以获得细小的再结晶晶粒.最佳的冷轧及退火工艺为:冷轧变形量15%～25%,退火温度200～350 ℃,时间为30～60 min.冷轧退火AZ31B镁合金板材具有较好的力学性能,应变速率对镁合金冷轧退火板材的伸长率影响较大,而应变速率对强度基本上没有影响.     

挤压态AZ91镁合金真空扩散焊接

采用再结晶退火的方式对挤压态AZ91镁合金晶粒细化,并将细化后的镁合金进行真空扩散焊研究.剪切试验结果表明,在固定压力为10 MPa和真空度为16 Pa的条件下,扩散焊温度470℃、保温时间90 min时,抗剪强度最大为52.83 MPa.在一定范围内升高焊接温度,接头强度有所提高,扩散焊温度和保温时间共同影响扩散焊接头的性能.试样焊接表面的处理,对焊接效果有明显影响.     

退火工艺对AZ31镁合金组织与性能的影响

研究了热处理工艺对AZ31镁合金轧制板材的显微组织和力学性能的影响。试验表明，AZ31镁合金轧制板材在退火过程中发生了静态再结晶现象，200℃时可以观察到再结晶现象，再结晶温度为200～250℃。分析了退火温度和退火时间对合金显微组织、晶粒尺寸、硬度以及力学性能的影响规律。     

退火工艺对搅拌摩擦加工镁合金微观组织和显微硬度的影响

采用搅拌摩擦加工(Friction stir processing,FSP)技术对AZ31镁合金进行加工,通过采取不同温度及保温时间的退火工艺,研究了FSP镁合金在退火过程中的微观组织演变过程及硬度变化规律。结果表明,FSP成功制备了细晶AZ31镁合金,其平均晶粒尺寸细化程度达54.9%。当退火温度在200～300 ℃时,加工区(SZ)晶粒尺寸较为稳定,且组织发生不同程度的均匀化和细化;当温度超过300 ℃时,加工区晶粒互相吞噬而快速长大。在退火温度较低、短时间保温时热影响区(HAZ)组织变化不明显,而延长保温时间或者升高温度,HAZ区组织会迅速细化、均匀化;当退火温度超过300 ℃时,再结晶会在短时间内完成,随后晶粒继续长大。在300 ℃下保温60 min为最优退火工艺,可使SZ、HAZ组织分别细化10.9%、35.6%。