Influence of Aluminum Content on the Microstructure and Properties of Electron Beam Welded Joints of TiAl/ TC4 Alloy

研究了不同工艺参数下TiAl/TC4异种材料电子束焊接接头组织和力学性能,分析了焊缝中Al元素含量对焊缝组织和接头力学性能的影响。对中焊时焊缝区主要以α-Ti3Al相和α-Ti相为主,还包含少量B2相和YAlx相。焊缝中TiAl母材熔化量约为1/3,TC4母材约为2/3,Al质量分数约为28%,较高的Al含量促使形成脆性α相,降低了接头局部位置的塑韧性。对中焊时接头抗拉强度普遍不高,断裂为典型的脆性穿晶及准解理断裂。当电子束向TC4合金一侧进行焊接时,焊缝中Al含量进一步降低,接头组织得到改善,可提高接头的力学性能,偏移量hs=0.2mm时接头最高抗拉强度为422.2MPa。     

TC4钛合金焊接接头的组织和性能分析

采用3种不同焊接工艺对3.0 mm厚的TC4钛合金进行TIG焊,利用OM,XRD,SEM,EDS等手段对接头的显微组织进行分析,并通过万能试验机、洛氏硬度仪测定其力学性能。结果表明,TC4钛合金由初始α相和β相组成,热影响区组织为α′相和初始α相,焊缝由粗大的针状α′马氏体组成,最大尺寸晶粒出现在焊缝区;焊缝硬度与母材的相当,热影响区硬度分布不均匀,在靠近熔合区的粗晶区存在一个软化区,硬度达到接头的最低值。焊接接头的室温抗拉强度与母材的接近,断裂位置在熔合区附近的粗晶区,断裂形式为脆性断裂;采用焊接电流130 A,焊接速度9.2 m/h和热输入617.2 J/mm的工艺参数时,TC4合金T1G焊焊接接头性能优于其他工艺条件下所得接头的性能。     

Ti-Al-Fe低成本钛合金TIG焊焊接组织和性能研究

研究了Ti-Al-Fe低成本钛合金钨极氩弧焊焊接接头的内部质量、组织和力学性能,并与TC4钛合金进行了比较。结果表明,Ti-Al-Fe低成本钛合金焊缝表面质量良好,焊缝内部融合良好,无焊接缺陷,可焊性好; 2种合金的焊缝区宏观组织均由粗大的柱状晶和少量等轴晶组成,Ti-Al-Fe合金柱状晶组织较细,晶内由针状次生α相和少量的长条状初生α相组成; 2种合金热影响区均为粗大的等轴晶,晶内由大量初生α相和少量针状次生α相及残余β相组成; Ti-Al-Fe低成本钛合金焊缝抗拉强度达到1 204 MPa,比TC4钛合金高111 MPa。     

7 mm厚TC4钛合金电子束焊接头组织和性能

采用真空电子束焊对7 mm厚TC4钛合金板进行焊接,利用光学显微镜对焊接接头显微组织进行表征,分析不同区域显微组织,通过显微硬度、拉伸试验、冲击试验、弯曲试验对力学性能进行测试,借助扫描电镜对拉伸、冲击断口形貌进行观察,对焊接接头显微组织演变规律和性能进行研究。结果表明,真空电子束焊焊接接头成形良好,TC4钛合金母材组织由α相和β相组成,焊缝区组织由原始的β相转变而成α′相（针状马氏体）,为粗大的柱状晶组织,热影响区组织由均匀且细小的针状马氏体α′相及原始的α相和β相组成;焊缝区显微硬度高于热影响区和母材区,从焊缝顶部到根部显微硬度逐渐下降;焊接接头抗拉强度高于母材抗拉强度;V形缺口在焊缝区的冲击试样具有较好的韧性。     

焊前热处理对TC4-DT电子束焊焊缝常规力学性能的影响

研究了TC4-DT钛合金锻件的电子束焊接工艺,焊前热处理对TC4-DT电子束焊接头的显微组织、力学性能的影响。结果表明,TC4-DT钛合金具有良好的电子束焊接工艺;焊前在两相区热处理(960℃/1.5 h/FC+600℃/4 h/FC),得到母材为细小的等轴组织,焊缝为柱状晶组织,且晶粒较小;在单相区热处理,得到具有粗大β相晶粒的片层组织,焊缝均为粗大晶粒的魏氏组织,晶粒尺寸较大,且焊前两相区热处理比焊前单相区热处理常规力学性能更好。     

TC4/TC17电子束焊接接头组织及高温拉伸性能研究

针对TC4/TC17异种钛合金开展电子束焊接研究,并进行了高温(400℃)拉伸试验。结果表明,在焊接热循环作用下,热影响区和焊缝组织与母材相比发生了显著变化;TC4侧热影响区组织为马氏体;TC17侧热影响区则是亚稳定β相,焊缝处观察到粗大的柱状晶。TC17母材硬度高于TC4母材硬度,焊缝中心硬度最高。在400℃下,TC17母材的抗拉强度最好;焊接接头的抗拉强度与TC4母材的相当;TC4/TCI7电子束焊焊接接头的断口表面存在尺寸较大,少而浅的韧窝,韧窝形状呈椭圆形,表现出较好的塑性。     

激光振荡扫描焊接Ti2AlNb/TC4焊缝组织及力学性能

采用激光振荡扫描焊接技术对2 mm厚的Ti-22Al-25Nb合金和TC4合金进行异种金属的焊接试验。研究了激光振荡扫描焊接接头的微观组织演变和力学性能。结果表明,采用激光振荡扫描焊接技术可以获得成形良好、无裂纹、气孔等缺陷的焊缝。焊缝组织主要由B2相和α’马氏体相组成。采用优化的焊接工艺参数时,接头的最大抗拉强度可达TC4母材的88.6%。当激光扫描频率达到500 Hz时,晶粒得到细化,有效提升焊缝的抗拉强度和断后伸长率。     

TC4钛合金电子束焊与TIG焊焊接接头的组织性能对比研究

针对TC4钛合金电子束焊及TIG焊焊接接头的凝固组织、微观相结构及接头静载室温拉伸性能进行了对比研究。结果发现,TIG焊接头热影响区内为较粗大的等轴晶,焊缝区内凝固组织为粗大柱状晶,柱状晶粒生长方向由最初的垂直于焊缝-热影响区界面逐渐转为垂直向上生长。电子束焊接头组织形态同样是热影响区为等轴晶粒形态,而焊缝区内为柱状晶粒,等轴晶和柱状晶粒的尺寸较TIG焊均明显减小,且柱状晶生长方向始终垂直于焊缝-热影响区界面。TIG焊焊缝区原始β晶内的微观组织由魏氏α板条、针状马氏体α’以及β基体组成,而电子束焊焊缝原始β晶内的微观组织由大量细长针状马氏体α’+β基体组成。力学性能测试结果表明,电子束焊焊接接头的强度略高于TIG焊,塑性显著优于TIG焊。     

高速列车铝合金车体典型接头激光-MIG复合焊接特性研究

针对传统高速列车3 mm厚A6N01S-T5铝合金型材典型接头结构开展激光-MIG复合焊接试验,优化复合焊接工艺参数,分析接头组织性能,研究激光-MIG复合焊的工程适应性。结果表明,在最佳工艺参数下,焊缝成形良好、无气孔缺陷。焊缝中心为树枝状铸态组织,靠近熔合线焊缝为柱状晶组织,熔合区较窄但热影响区存在晶粒轻微粗大现象;焊缝区硬度低于母材区,硬度最小值位于熔合线附近的热影响区;最佳工艺参数下接头的平均抗拉强度为204.6 MPa,达到母材的83.5%;断裂发生在熔合线附近,断口形貌呈现典型的塑性断裂特征;接头的弯曲性能良好;组对间隙小于1.0 mm时,最佳工艺参数具有通用性,焊缝成形及接头抗拉强度良好;组对间隙增至1.5 mm时,优化工艺参数焊缝成形及接头抗拉强度依然良好。结果表明,激光-MIG复合焊对高速列车铝合金车体典型接头具有良好的焊接可行性和工程适应性。     

铜/钛合金电子束焊接工艺优化

研究了QCr0.8/TC4电子束焊接工艺及接头组织,由于铜合金热导率高而熔化量较小,以及焊缝中生成大量脆性金属间化合物相,因此对中焊时接头强度较低.采用偏铜侧进行非对中电子束焊接,接头抗拉强度随偏束量的增大而增高,偏束量为0.8mm时接头最高抗拉强度为270.5MPa.断裂发生在TC4侧熔合线处,为脆性准解理断裂特征.偏铜焊时接头成形得到改善,焊缝包括熔合区及TC4侧反应层两部分.熔合区主要由铜基固溶体组成,硬度较TC4母材有所降低.反应层成分过渡较大,含有多种金属间化合物相.随着工艺参数的变化,反应层厚度也发生变化,从而对接头性能产生影响.     

快淬非晶合金制备态磁各向异性研究SCIEI

本文详细研究了铁基、铁镍基和钴基非晶合金条带制备态的平面磁各问异性。测定了退火前后试样中各向异性的变化及各向异性常数K_(us)随温度的变化,得出K_(us)(T)∝M_s^2(T)关系,由此得出平面磁各向异性由应力各向异性和表面形状各向异性两部分组成。     

钴对Ag—Cu—Pd合金钎料性能的影响

研究结果表明,在Ａｇ－Ｃｕ－Ｐｄ合金钎料中添加０．２－１．０ｗｔ％Ｃｏ后,对钎料的物理性能,电学性能以及力学性能无明显影响,但对ＢＡｇ６５ＣｕＰｄ钎料在某些母材上过度的铺展性确有显著地抑制作用,Ａｇ６５Ｃｕ２０Ｐｄ１５－ｘＣｏｘ钎料可以部分地取代电子器件中的金基纤料。     

Ti-Ni形状记忆合金多阶段可逆相变的类型及其演化过程

用示差扫描量热仪(DSC)和部分热循环分析法研究了350-800℃退火态和300-500℃时效态Ti-(50.2-50.8)Ni(原子分数,%)形状记忆合金多阶段可逆相变的类型及其演化过程.结果表明,这些合金发生R和马氏体两种可逆相变,相变可以一阶段完成,也可以多阶段完成.时效态合金的相变比退火态复杂,时效温度越低相变越复杂.若用DSC曲线上冷却相变峰数/加热相变峰数表示相变类型,则退火态和时效态合金冷却/加热时可以发生1/1,2/1,2/2,3/2和3/3等类型的相变.给出了各类相变发生的热处理工艺.多阶段可逆相变是一个渐变过程,在冷却相变峰的温度区间进行部分热循环时,随冷却停止(加热开始)温度降低,逆相变峰温度降低.     

TiFe_xCr_yMn_z系贮氢合金研究

研究了TiFe_xCr_yMn_z系合金在1.5MPa氢压下活化吸氢的贮氢特性,并对Cr,Mn改善活化性能的原因进行了讨论。结果表明,加入Cr,Mn后形成的第二相具有较高的活性,可作为吸氢择优途径,TiFe_xCr_yMn_z系合金是有希望的低压贮氢合金系列。     

SPECIFIC HEAT MEASUREMENTS OF ZrAlNiCuCo ALLOY

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｏｅｘａｍｉｎｅｔｈｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｇｌａｓｓｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｏｆａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｏｙ,ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｍｅａｓｕｒｅｓｐｅｃｉｆｉｃｈｅａｔｏｆｔｈｅａｌ...     

微量Mn和Sr联合添加对Al-Mg-Si合金组织的影响

试验研究了微量Mn和Sr元素联合添加对Al-Mg-Si合金的微观组织的影响。试验结果表明:联合添加Mn和Sr元素后,Al-Mg-Si合金的再结晶行为在挤压过程中得到部分抑制。在均匀化处理后合金组织中的粒状结晶相呈链状分布。组织中的AlFeSi相以细小的圆点状形貌存在,以圆滑的边缘延伸至基体,有利于减小晶内应力集中,提高合金性能。     

SPECIFIC HEAT MEASUREMENTS OF ZrAINiCuCo ALLOY

Specific heats of undercooled liquid, crystal, and glass states for the ZrAlNiCuCo alloy are measured by a calorimeter. Different heating rates are used to enlarge the measuring temperature range of specific heat for an undercooled liquid. The specific heat data of the glass with a zero heating rate are obtained by extrapolating the measured specific heat data of the glass with different heating rates. And specific beat functions of undercooled liquid, crystal and glass are obtained too.     

STRUCTURE OF LIQUID Al-Si ALLOYS

In the light of DSC,electronic microprobe and X-ray diffration analyses of the melt-spin-ning ribbons and the structures of liquid hypoeutectic Al-7%Si,eutectic Al-12.7%Si andhypereutectic Al-18%Si alloys have been investigated.The results show that theAl-Si clusters in liquid hypoeutectic Al-Si alloy,the Si-Si clusters in liquid eutectic andhypereutectic Al-Si alloys exist at low temperatures,however,the size of clusters de-creases gradurally with increasing temperature.This process in which inhomogeneous liquidturns into homogeneous one happens in a range of temperatures.     

定向共晶组织的熔化行为

应用定向凝固／重熔技术研究了Ａｌ－Ｃｕ，Ａｌ－Ｎｉ和Ａｌ－Ｓｉ合金定向生长共晶组织的熔化行为。实验结果表明：共晶组织的熔化过程与共凝固生长过程之间不存在完全的互道性。无论是规则片状或棒状共晶组织，或是不规则片状共晶组织，其熔化过程都是共晶组织的两相首先在熔化界面上同时分解，形成各自的分散相，然后这些成分不同的分散相经过进一步溶解混合才形成成分均匀的单一液相。     

FeZrB系纳米晶软磁合金研究

本文主要对FeZrB系合金进行了制备工艺和组织等方面的研究。实验结果发现在FeZrB合金成分基础上降低Fe含量添加Cu和Nb,可以明显改善非晶态形成能力。