基于电化学方法5Cr钢熔化焊接头CO2腐蚀行为

为了获得5Cr钢熔化焊焊接接头的动态腐蚀特性,采用基于电极电位的电化学方法进行5Cr钢焊接接头耐CO₂腐蚀行为的研究,建立了基于极化曲线下的腐蚀模型,研究了不同填充材料的焊接接头的耐腐蚀性. 研究发现,在温度为40 ℃,CO₂分压为10个大气压等加速腐蚀条件下,低铬焊丝的焊缝区域的自腐蚀电位最正,腐蚀速率最小,高铬焊丝的焊缝区域的自腐蚀电位较正,腐蚀速率较小,无铬焊丝的焊缝自腐蚀电位最负,腐蚀速率最大. 对比只反应腐蚀前后质量变化的失重法,电化学方法反映了腐蚀周期任一时刻的动态腐蚀速率,基于电化学腐蚀模型下的腐蚀速率与失重法测量结果相吻合. 验证了电化学腐蚀模型的正确性. 结果表明,低铬钢匹配适当的低铬焊丝可使得焊接接头具有较强的耐CO₂腐蚀性能.     

固溶时间对Mg-2Zn-1Y-0.5Zr合金组织与腐蚀性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、浸泡测试和电化学测试等研究了Mg-2Zn-1Y-0.5Zr合金在490℃固溶4～14h后的微观组织和腐蚀性能.结果 表明:随着固溶时间的延长,合金的晶粒尺寸逐渐由98.19 μm增大到142.90 μm,合金中的第二相逐渐溶解,第二相体积分数由1.33％降到0.02％,大幅降低了第二相与合金基体之间因腐蚀电位不同而引起的微电偶腐蚀;在490℃固溶处理8h时后,合金的腐蚀速率为0.414 mm/y,自腐蚀电位为-1.525 V,自腐蚀电流密度为3.327 μA/cm2,耐蚀性能最好.     

镍基熔覆层表面超声冲击处理组织及耐蚀性研究

目的 提升激光熔覆Ni基涂层表面组织及耐蚀性能。方法 采用激光熔覆技术制备成形好、无裂纹的Ni基涂层,随后进行超声冲击处理。采用扫描电子显微镜（SEM）、电子探针（EPMA）及电化学设备等,研究熔覆层和冲击硬化层的组织及耐蚀性能,分析Ni基熔覆层的冲击强化机制。结果 激光熔覆Ni基涂层主要由γ-(Fe,Ni)固溶体和晶界碳化物组成,组织形貌由底及表为胞状树枝晶和细小的树枝晶。熔覆层内晶界的Cr元素含量高于晶内,且上部枝晶内的Cr元素含量高于底部和中部。超声冲击处理未改变熔覆层内的物相组成,但在表面形成厚度约5 μm的细晶层,冲击硬化层内晶界的碳化物被破碎成细小的碳化物并弥散分布于晶内,起到细晶强化和弥散强化的作用。超声冲击后,表面粗糙度由0.52 μm降至0.29 μm,硬度提升50%以上。电化学测试表明,冲击硬化层的平均自腐蚀电位上升37.21 mV,平均自腐蚀电流密度下降57.9%,腐蚀表面均匀平整,大量细小的碳化物弥散分布。结论 超声冲击处理细化了Ni基熔覆层的表层组织,且表面的耐蚀性能明显提高。     

超声冲击强度对焊接接头疲劳寿命的影响

采用超声冲击处理方法对Q345B钢十字接头进行处理,对比分析了两种振幅下焊接接头疲劳寿命的变化. 结果表明,在25 μm振幅下焊接接头的疲劳寿命相较18 μm振幅下焊接接头的疲劳寿命提高了4.3~7.6倍,从超声冲击处理后的宏观形貌、微观断口、冲击区域表层组织等方面比较分析了不同振幅下超声冲击疲劳延寿差异的原因,并建立有限元模型进行焊接温度场、应力场和超声冲击的数值模拟,将试验结果与有限元计算结果进行综合对比分析. 结果表明,同等冲击条件下振幅越大,压应力层更深,试件表面压应力值更大.     

盐雾环境对超声冲击前后铝合金焊接接头力学性能的影响

对6005铝合金焊接接头进行超声冲击处理,对冲击前后焊接接头进行残余应力测试.结果表明,超声冲击后,6005铝合金焊缝及热影响区(HAZ)均变为残余压应力,应力分布较为均匀.对冲击前后试样进行盐雾腐蚀试验.超声冲击后的试样在腐蚀不同时间后,其腐蚀产物均少于未冲击试样,超声冲击后焊接接头硬度得到提高,焊缝及HAZ的硬化层深度分别为1.5 mm及2.1 mm,腐蚀14天后,硬化层能够保持在0.9 mm,可有效地保护基体.另外,腐蚀同样时间后,冲击后的焊接接头试样能够保持较好的综合力学性能.     

超声冲击对30CrMnSiNi2A焊接接头组织性能的影响

使用手工氩弧焊、30CrMnSiNi2A合金钢板材和H18CrMoA低氢高强钢焊丝制备了焊接接头试样,并采用超声冲击处理技术对其进行了全覆盖强化处理.利用金相显微镜、显微硬度仪和电子万能试验机等分析与测试手段对未超声冲击处理与超声冲击处理焊接接头试样的表层显微组织结构、显微硬度和拉伸性能等进行了研究.结果表明,超声冲击处理可在30CrMnSiNi2A钢焊接接头试样表面形成厚度约为100～150 μm的晶粒细化层,焊缝区表层平均显微硬度由350提高到402HV,加工硬化量提高了14.9％,而且焊接接头的抗拉强度和伸长率分别提高了16.8％和35.7％;同时,探讨了超声冲击处理改善30CrMnSiNi2A钢焊接接头力学性能的机理.     

超声冲击对MB8镁合金对接接头疲劳性能的影响

采用HJ-Ⅲ型超声冲击设备对MB8镁合金对接接头焊趾区域进行冲击处理.利用EHF-EM200K2-070-1A电液伺服疲劳试验机对超声冲击前后的MB8镁合金对接接头进行疲劳对比试验.采用光学显微镜和高分辨率的透射电镜对超声冲击后的MB8镁合金对接接头的表层组织进行了分析.结果表明,在试验循环基数为2×106周次的条件下,超声冲击态接头的疲劳强度为52.8 MPa,比焊态试样的疲劳强度提高了37.5%,在同等应力水平下,接头的疲劳寿命提高了58～65倍.超声冲击后,焊趾处的应力集中程度降低,焊址及附近区域发生明显塑性变形,变形层厚度大约为70 μm,并在焊趾表面获得了纳米晶组织,同时把焊接残余拉应力转变为压缩应力.超声冲击可以大幅度地提高MB8镁合金焊接接头的疲劳寿命.     

超声冲击实现7A52铝合金焊接接头表面纳米化

针对7A52铝合金焊接接头表面纳米化研究尚不成熟的实际情况,利用超声冲击技术,在预设电流为2 A,超声冲击速度为1.25 min/cm2的条件下,对7A52铝合金双丝MIG焊焊接接头进行超声冲击处理,借助扫描电子显微镜及透射电子显微镜对超声冲击处理后的7A52铝合金双丝MIG焊焊接接头的表层组织进行观察、分析.发现焊接接头表层经超声冲击处理后形成塑性变形层,焊缝及热影响区的变形层厚度可达70μm左右,母材的变形层厚度可达50μm左右.同时,焊接接头表层晶粒被细化,焊缝表层的晶粒尺寸可达70~300 nm,母材的晶粒尺寸可达50~500 nm.     

超声冲击处理对2A12铝合金焊接接头组织的影响

用手工氩弧焊(TIG),ER5356焊丝对2A12铝合金板进行了焊接,采用超声冲击技术对焊接接头进行了全覆盖超声冲击处理;通过金相显微镜和扫描电镜对超声冲击处理前后焊接接头的显微组织进行了观察,分析了采用超声冲击处理提高焊接接头抗疲劳性能以及抗应力腐蚀性能的微观机理.结果表明,未经超声冲击处理的焊缝区为铸态枝晶组织,热影响区金属的晶粒组织粗大,熔合区气孔、缩松等焊接缺陷多.经超声冲击处理后可在焊接接头表层形成约300 μm厚的致密塑性变形层,产生了平行于焊缝表面的宏观织构.同时,超声冲击处理可使熔合区表层变窄,熔合区过渡不再明显,气孔和缩松被压实或压小,使组织致密化.     

粗糙度和金属间化合物粒子对A6111铝合金表面腐蚀的影响

钎焊铝蜂窝夹层结构板常用于高速列车的地板和船舶的甲板。其中四层铝复合板（4343/3003/6111/3003）作为该蜂窝结构的面板常暴露于腐蚀性环境中。经过成分优化的6111铝合金作为四层铝复合板的主要支撑层材料,其组织结构和表面状态对腐蚀 性能有很大影响。采用不同粒度的砂纸磨削6111铝合金,研究了不同程度磨削后6111铝合金的微观组织和表面腐蚀行为。结果表明：6111合金中的AlFeSi(Mn, Cu)相的电位高于基体电位,这种相作为阴极与相邻基体形成多级体系,加剧了表面腐蚀。同时,较光滑的表面具有更好的耐腐蚀性。当表面粗糙度从18.03 μm降至0.92 μm时,表面几何体积由0.629 mm³减少至0.029 mm³,金属间化合物AlFeSi(Mn,Cu)粒子的平均数量由1631 mm^-2减少至917 mm^-2,其面积分数由3.93%降至0.92%。相应地,平均腐蚀深度由237 μm降至95 μm。     

2219铝合金搅拌摩擦焊接头晶间腐蚀分析

采用晶间腐蚀试验研究了2219铝合金搅拌摩擦焊接头的晶间腐蚀行为,结合接头显微组织、微观硬度、腐蚀形貌及腐蚀深度,分析母材与焊核区的差异,并对接头晶间腐蚀机理进行了初步的探讨.结果表明,焊核区为细小的等轴晶组织,且接头上表面焊核区的晶粒要大于下表面焊核区的晶粒;母材区硬度最高,下表面焊核区硬度最低;焊核区的耐蚀性优于母材,且上表面焊核区耐蚀性优于下表面焊核区,母材最大腐蚀深度为145.9 μm,上表面焊核区及下表面焊核区最大腐蚀深度为46.3 μm和84.1 μm.     

超声冲击复合电火花熔凝处理改善DH36表面性能

采用超声冲击复合电火花局部熔凝技术对DH36表面进行处理,将所获得的试样表面与超声冲击处理表面进行了对比研究. 结果表明,相对于超声冲击处理试样,超声冲击复合电火花熔凝处理后试样塑性变形区厚度大幅增加,表面形成约25 μm厚的细晶熔凝组织;表面硬度提高65.1%,硬化层深度约为55 μm,表面粗糙度降低79.6%;处理后试样体积磨损量减小且其磨损失效机制为粘着磨损. 超声冲击复合电火花熔凝后试样表面硬度、耐磨性提高,并改善表面粗糙度,表面处理效果优于超声冲击处理.     

超声冲击处理S30408不锈钢的微观组织演变与电化学性能

通过超声冲击处理(UIT)方法在S30408奥氏体不锈钢表面构筑梯度纳米结构,通过XRD、硬度测试、光学显微镜、扫描电镜和电化学测试等方法研究了超声冲击时间对试验钢表层纳米微观结构和耐腐蚀性能的影响。结果表明,超声冲击处理后在材料表层产生了一定深度的硬化层,同时引入了残余压应力,且残余压应力和硬度均随着超声冲击时间的增加而增加,在超声冲击时间为300 s时分别达到最大值740.12 MPa和82.22 HRB。超声冲击处理后试样表层观察到呈梯度变化的微观结构,可分为纳米层、剧烈塑性变形层和基体。超声冲击使表层晶粒得到细化,并引发了马氏体转变,超声冲击时间为300 s时的晶粒尺寸最小,马氏体转变量最大,分别为14.82 nm和39.80%。超声冲击处理对S30408不锈钢耐蚀性能的影响是晶粒尺寸、残余应力、马氏体相变含量、表面缺陷等因素共同作用的结果,超声冲击时间为180 s时试样的耐蚀性最好,自腐蚀电流密度为1.22 μA/cm²。     

超声冲击对含根部缺陷铝合金FSW接头疲劳性能的影响

针对含有根部“弱连接”缺陷的铝合金搅拌摩擦焊接头,采用4点弯曲疲劳试验方法,对比了超声冲击、超声喷丸及超声冲击 + 超声喷丸处理对疲劳性能的影响. 对比分析了试样处理前后根部“弱连接”形貌、显微硬度数值和残余应力分布,探究了其提升焊接接头疲劳性能的机制. 结果表明,相较于超声冲击仅对2 × 106周次以下疲劳强度的提高,超声喷丸、超声冲击 + 超声喷丸均显著提升了高周疲劳性能,对应于2 × 106周次,疲劳强度分别提高13%和40%. 超声冲击 + 超声喷丸复合处理不仅在接头根部缺陷处形成了致密的加工硬化层,而且利用超声喷丸处理引入了更宽的压缩残余应力区域,消除了超声冲击后可能残留的叠形缺陷,进而显著改善了疲劳性能.     

超声冲击细化FGH95镍基高温合金激光熔覆层组织

采用超声冲击工艺对FGH95镍基高温合金激光熔覆层进行处理. 利用金相显微镜分析超声冲击前后激光熔覆层微观组织的变化特征,采用图像分析软件Image-Pro Plus测量晶粒尺寸,并对超声冲击处理前后熔覆层截面的显微维氏硬度进行了对比分析. 结果表明, 超声冲击处理后熔覆层发生塑性变形,并沿深度方向晶粒具有不同程度的细化. 强塑性变形区内位错塞积现象显著,熔覆层组织形成细化的小晶块;次塑性变形区深度范围为0.1~0.25 mm,其微观组织中存在大量细化的树状枝晶;微塑性变形区内等轴晶细化至5.4 μm,细化深度达0.7 mm. 超声冲击处理后熔覆层显微维氏硬度显著增大,表面显微维氏硬度值最大为594.25 HV,相比未经冲击熔覆层提高1.3倍.     

超声冲击处理对 7A52 铝合金焊接接头表层组织及性能的影响

目的研究超声冲击处理对7A52铝合金焊接接头表层组织及性能的影响。方法用双丝MIG焊接方法对7A52铝合金进行焊接,采用UIT-125型超声冲击机对其焊接接头进行全覆盖处理;通过金相显微镜,对超声冲击处理后的焊接接头组织变化规律进行观察分析;利用显微硬度计和磨擦磨损试验机测试研究其接头力学性能。结果超声冲击处理后,焊趾处形成相对连续、均匀、光滑的过渡圆弧,可以有效地缓解焊接接头的应力集中,7A52铝合金焊接接头表面得到了明显强化,形成一层致密的塑性变形层,接头表面晶粒细化,母材的表层塑性变形厚度可达15μm左右,热影响区的表层塑性变形厚度可达25μm左右,显微硬度和耐磨性显著提高。结论经超声冲击处理后,7A52铝合金焊接接头表面的塑性变形层最厚处可达20μm左右,形成了具有大致平行于焊接接头表面择优取向的形变织构。沿厚度方向1.5 mm内,热影响区的硬度最高可达162HV,焊缝区的最高硬度为113HV,相比之前提高了21.5%,表层的耐磨性得到较为明显的提高。     

Microstructure and Corrosion Behavior of Friction Stir Welded Al Alloy Coated by In Situ Shot-Peening-Assisted Cold Spray

To improve the corrosion resistance of friction stir welded (FSW) joints, in situ shot-peening-assisted cold spray coating was applied to the surface of FSW joints. The microstructure and corrosion behavior of the coatings were investigated. The results showed that a dense coating was obtained by cold spraying technology. Moreover, the use of in situ shot-peening-assisted technology significantly reduced the porosity of the coating, which has a positive impact on the microstructure and the mechanical performance. Exfoliation corrosion tests showed that the coating affected positively on the corrosion resistance. On the coated surface, the craters caused by shot-peening particles were corroded in the form of exfoliation corrosion, while the exposed particles were corroded in the form of intercrystalline corrosion. This work provides a new approach to the corrosion protection of FSW joints.     

Effect of cooling conditions on corrosion resistance of friction stir welded 2219-T62 aluminum alloy thick plate joint

Friction stir welding (FSW) with water cooling and air cooling was used to weld 2219-T62 aluminum alloy joints with a thickness of 20 mm. The effect of cooling conditions on the corrosion resistance of joints in 3.5% NaCl solution was investigated using the open circuit potential (OCP), the potentiodynamic polarization, and the corrosion morphology after immersing for different time. And the precipitates distribution was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The results reveal that the weld nugget zone (WNZ) owning positive potential, lower corrosion current density and fine and uniform precipitates, is much more difficult to corrode than the heat affected zone (HAZ) and the base metal (BM). Compared with air-cooled joint, the water-cooled joint has better corrosion resistance. In addition, the results of microstructure observation show that the potential, distribution and size of second phase particles determine the corrosion resistance of FSW AA2219 alloy joints in chlorine-contained solution.     

超声冲击处理对2A12铝合金焊接接头表层组织性能的影响

用手工氩弧焊(TIG)、ER5356焊丝对2A12铝合金板进行了焊接,用超声冲击处理技术对焊接接头进行了全覆盖强化处理;借助金相显微镜、X射线衍射仪、透射电镜和显微硬度计对超声冲击强化处理前后接头表层的组织和性能进行了分析。结果表明,超声冲击处理可在接头表层形成尺寸均匀、取向随机分布的细晶组织,大幅消除了气孔、缩松等焊接缺陷,接头显微硬度显著提高。讨论了超声冲击导致的晶粒细化和位错增殖对接头强度的影响。     

焊接参数对2024铝合金FSW接头组织及腐蚀行为的影响

对2024铝合金板进行不同参数下搅拌摩擦焊接, 分析了焊缝表面组织, 检查了在EXCO溶液中焊缝表面的腐蚀行为, 并讨论硬度分布与腐蚀发生的关系. 结果表明, 焊后轴肩作用区晶粒细化明显. 随转速的增加, 焊缝上表面热影响区范围加宽、轴肩作用区硬度上升、耐蚀性能提高. 在转速1500 r/min、行进速度1000 mm/min下所得焊缝金属塑性流动剧烈, 轴肩作用区硬度值已接近母材的硬度值, 在EXCO溶液中浸泡10 h后仅发生点蚀. 与母材相比, 接头硬度的软化区是腐蚀发生的区域, 但硬度值最低的位置与腐蚀最严重的区域没有严格的对应关系.