奥氏体化合金元素Mn和Ni对FV520B焊缝组织与力学性能的影响EI北大核心CSCD

采用金相观察及扫描电镜(SEM)等研究了奥氏体化合金元素Mn和Ni对FV520B马氏体不锈钢的焊缝组织及力学性能的影响。结果表明,FV520B不锈钢的焊缝组织以回火马氏体为主,随着合金元素增加,焊缝组织变得更加细小。Mn,Ni元素能够有效提高焊缝中奥氏体的含量。合金元素对焊缝强度的影响较小,但当同时添加Mn,Ni元素时,焊缝抗拉强度和屈服强度得到提高。Mn,Ni元素能够通过提高焊缝奥氏体量改善焊缝的冲击韧度。相对于Mn元素,Ni元素提高焊缝韧性的效果更好。     

焊缝性能影响因素的研究进展

埋弧焊和氩弧焊的焊缝合金元素及其含量、热输入、晶粒长大、预热温度、冷却速度和峰值温度对焊缝组织与力学性能均有一定的影响。总结了国内外对焊缝组织和力学性能的各种影响因素的相关研究,研究结果表明合金元素(如Mn、Cr、Ni、Mo等)能明显提高焊缝力学性能,每种元素都有合适的添加范围;焊缝接头强度和韧性以及伸长率随热输入的增大而减小;冷却速度的范围是8～12s。通过控制添加合金元素可以有效提高焊缝力学性能并改善焊缝组织,控制合理的热输入范围和冷却速度可提高焊缝的韧性。     

药皮合金元素对FV520(B)钢焊缝组织和韧性的影响

在焊条药皮中添加中碳锰铁和镍粉将Mn、Ni元素过渡到FV520(B)钢焊缝,用金相分析、冲击试验、XRD分析和SEM观测等手段研究了药皮合金元素对FV520(B)钢焊缝的组织和韧性的影响。结果表明:FV520(B)钢焊缝组织以回火索氏体和板条马氏体为主,出现残余奥氏体和二次析出相;随着合金元素的增加,焊缝的组织更加细小致密,马氏体片层更加均匀细小,分布更加弥散。与酸性药皮相比,碱性药皮过渡合金元素的效果更显著,因此焊缝的冲击韧性更优良。用药皮过渡Mn、Ni能提高焊缝中奥氏体的含量,进而改善FV520(B)钢焊缝的冲击韧性。与Mn相比,添加Ni提高焊缝韧性的效果更为显著。     

E5018焊条低温冲击韧性影响因素的探讨

通过对E5018焊条配方的优化设计和理化性能试验,探讨了其熔渣碱度及焊缝金属中Mn、Si含量和Mn/Si值,对焊缝金属低温冲击韧性的影响规律。当熔渣碱度约为2.1,焊缝金属中w(Mn)=1.42%~1.48%,w(Si)=0.38%~0.48%和Mn/Si值大于3.5时,焊缝金属可获得较高和稳定的低温冲击韧性值。     

Mn含量对6061铝合金组织与力学性能的影响

研究了Mn含量对含0.15%Fe的6061铝合金的均匀化组织、再结晶分数、时效析出相和力学性能的影响。结果表明:未添加Mn的合金均匀化后组织以β-Al9Fe2Si2相为主,Mn含量大于0.1%的合金均匀化后的组织以α-Al8(FeMnCr)2Si相为主;同时一种块状的Al9(MnFe)3Si结晶相随着Mn含量的增加开始出现,并随之增多;时效处理时,Mn优先与Mg,Si元素结合形成的AlMnSi和AlFeMnSi相,减少了主要时效析出相,使强化效果减弱;Mn的添加量为0.2%时σb=390 MPa,σ0.2=330 MPa,δ=22.2%,比AA6061铝合金的标准力学性能分别提高90 MPa,55 MPa,延伸率提高10%。     

铸造Al-Si系合金中的合金元素的作用

对铸造Al-Si系合金中杂质元素Fe,合金元素Mg、Cu、Sn、Mn、Be、Pb和变质元素稀土、Sr、P、B、Na等的作用进行了分析和概述。Fe能提高合金硬度和耐磨性,但会降低合金的力学性能。Mg能提高合金强度,但Fe、Mg共同作用会降低合金的力学性能。Cu和Mn对脆性Al-Fe-Si相有变质作用,并能提高合金力学性能,Cu与Ni复合作用,可提高Al-Si合金的高温强度和硬度。Sn能提高合金的力学性能。Be降低富铁相有害作业,提高合金力学性能。Pb能提高合金的机加工性能和耐磨性能。Na、Ca都对共晶硅有变质作用,P、B可细化初晶Si,稀土元素和Sr对共晶Si和初晶Si都有变质作用。     

Si对Al-Mg-Cu合金时效析出行为的影响

向不同镁含量的Al-Mg-Cu合金中添加Si元素,研究Si对该合金时效强化行为的影响,并在此基础上探究自然时效处理对合金后续人工时效行为的影响.研究结果表明,在2.0％Mg的基础上添加0.15 wt％Si可以显著增强合金的人工时效强化效果,但是合金强度随Si含量的进一步增加而增加的幅度较小;Si对合金的时效强化效果是由于Si使得合金中的时效析出相明显细化且分布弥散.添加0.15％S i的合金在经过自然时效后再进行人工时效(简称双时效),经双时效后的人工时效前期的硬度值高于直接人工时效的硬度值,但两种时效工艺峰值硬度基本相同;然后若继续增加Si含量,合金经双时效后的硬度峰值低于直接人工时效所得的硬度值.     

微量Sr和Mn对Mg-8Li-3Al变形合金力学性能的影响

用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电子万能试验机对比研究了微量添加Sr和Mn对Mg-8Li-3Al合金组织和力学性能的影响,结果表明:基础合金Mg-8Li-3Al主要由α-Mg,β-Li和Al12Mg17金属间化合物组成,Sr和Mn的加入使合金中形成了Al4Sr和Al2Mn3等金属间化合物。合金元素Sr和Mn对合金组织均有细化效果,Sr的细化效果优于Mn。添加Sr和Mn后合金的强度均有所提高,其中挤压态Mg-8Li-3Al-0.5Sr-0.5Mn合金的σb=242.15 MPa,σ0.2=206.96 MPa,δ=22.43%,比Mg-8Li-3Al镁合金的力学性能分别提高了14.98%,28.11%和8.31%。     

厚板高强钢激光填丝多层焊接头特征及断裂机制研究

本文在11CrNi3MnMoV低合金高强钢激光填丝多层焊工艺优化的基础上利用电子万能试验机、HVS-5维氏硬度计、扫描电子显微镜和能谱分析仪等对焊缝接头进行了力学性能测试,并重点对断裂机制进行了分析.结果发现:激光填丝焊接头的HAZ很窄,约为1 mm.焊缝平均硬度值高出母材30%左右;顶层焊道硬度高于内层焊道;最高硬度值出现在熔合区附近;接头断裂机制为韧窝断裂;能谱分析发现韧窝中第二相粒子成分主要由母材和焊缝的合金元素决定.焊缝金属与母材界面处存在一层Fe、Mn等合金元素的氧化物,其导致侧壁未熔合,这是接头断裂的主要原因.     

Ni、Si元素配比对Cu-Cr-Zr合金组织与性能的影响

在Cu-Cr-Zr合金中添加Ni、Si元素,制备Cu-0.6Cr-0.15Zr、Cu-2.8Ni-0.7Si-0.6Cr-0.15Zr(w(Ni)/w(Si)=4∶1)、Cu-2.8Ni-0.9Si-0.6Cr-0.15Zr(w(Ni)/w(Si)4∶1)、Cu-2.8Ni-0.56Si-0.6Cr-0.15Zr(w(Ni)/w(Si)4∶1)共4种合金。研究了Ni、Si元素及其配比对合金组织及性能的影响。结果表明:Ni、Si元素细化了合金组织,增强了合金高温力学性能。合金时效初期先析出CrSi2化合物,时效后期析出相颗粒主要有CrSi2、Ni2Si、ZrCrSi2,形态为长条形、椭圆形及圆盘状。时效处理后,与Cu-0.6Cr-0.15Zr合金相比,加入Ni、Si元素后合金硬度从131HV上升到240HV以上;导电率从88%IACS左右降到40%IACS左右。Ni、Si元素配比对导电率的峰值影响有限,在4%IACS~9%IACS;对硬度峰值的影响在20HV~30HV之间。     

Effects of Mn and Ti on microstructure and inclusions in weld metal of high strength low alloy steel

Abstract

The influences of alloying elements on chemical composition of non-metallic inclusions, impact toughness and microstructure in weld metals of high strength low alloy steels have been studied. Results indicated that microstructure had changed from a mixture of acicular ferrite, proeutectoid ferrite, ferrite side plates and microphases to a mixture of acicular ferrite, bainite and microphases due to the addition of Mn and Ti. The impact toughness of weld metal was improved correspondingly. The volume fraction and composition of inclusions both influenced the proportion of acicular ferrite. Mn and Si based oxide globular inclusions located at the boundary of acicular ferrite plates in the weld metal produced using C–Mn–Si–Cu wire. When Mn and Ti were added to welding wires, the inclusions within acicular ferrite plates permitted fewer primary acicular ferrite plates to grow into relatively larger dimensions. Secondary acicular ferrites nucleating on pre-existing ferrite plates refined microstructure effectively.     

Q960E超高强钢焊接接头组织和性能研究

目的 对Q960E超高强钢的焊接工艺进行研究以获得高强高韧的焊接接头。方法 选择超高强钢Q960E作为母材、FK1000ER120S–G焊丝作为填充材料进行MAG焊,采用改变焊接电流的方式来研究焊接热输入对焊接接头组织和性能的影响。结果 当焊接电流为155～230 A时,均获得了全焊透无明显缺陷的焊缝。随着焊接热输入的增大,焊接接头中各亚区宽度增大,其中焊缝区变化最为显著,在最小热输入条件下焊缝宽度为3.98 mm,在最大热输入条件下焊缝宽度增至5.53 mm。对焊接接头进行组织分析发现,焊缝组织主要为针状铁素体和板条马氏体;完全相变区组织主要为板条马氏体;未完全相变区组织主要为回火马氏体和部分重结晶形成的马氏体。硬度测试表明,在热影响区的回火区发生了软化现象,最低硬度仅为290HV;在完全相变区发生了硬化现象,硬度最大值可达500HV。在不同热输入条件下,焊接接头各亚区硬度变化趋势一致,焊接接头抗拉强度为995～1 076 MPa,拉伸试验均断裂在热影响区,断后伸长率为9.33%～10.21%,断裂时存在颈缩现象,为韧性断裂。随着热输入的增加,粗晶区马氏体板条束宽度增大,未完全相变区...     

Characterizations of 21-4N to 4Cr9Si2 stainless steel dissimilar joint bonded by electric-resistance-heat-aided friction welding

A new welding process, electric-resistance-heat-aided friction welding (ERHAFW), was introduced in this study. To further improve the joint quality and energy-saving, electric resistance welding was combined with the conventional continuous-drive friction welding. 21-4N (austenitic stainless steel) and 4Cr9Si2 (martensitic stainless steel) valve steel rods of 4 mm diameter were used as base metals. The results show that electric-resistance-heat-aided friction welding can be applied to join thin rods within a relatively short time, which is very difficult for conventional friction welding (FW). The microstructure of ERHAFW bonded 21-4N to 4Cr9Si2 presents non-uniform across the joint. Different structure zones are observed from the weld line to both sides, which are the weld center, thermo-mechanically affected zone (TMAZ) and heat affected zone (HAZ). These regions exhibit different structures owing to the difference in the thermophysical and mechanical properties of these two steels under the fast heating and cooling during welding. The variation of microhardness in the joint is attributed to the microstructure change. The higher microhardness is obtained in the weld center and TMAZ of 4Cr9Si2 corresponding to the presence of fine tempered martensite and carbides.     

Zr58Nb2.76Cu15.46Ni12.74Al10.34Y0.5非晶合金激光焊接接头微观结构及显微硬度表征

目的 探究激光焊接参数对非晶合金焊接接头的组织演变、焊缝成形、晶化程度等的影响规律,以及控制接头晶化的有效途径.方法 采用碟片激光器对Zr58Nb2.76Cu15.46Ni12.74Al10.34Y0.5非晶合金进行激光焊接,对比分析不同激光功率下,焊接速度对接头熔宽和晶化组织形成的影响规律,并对接头各区域微观组织特征...     

316L/S32101异种金属焊接接头的显微组织与力学性能研究

目的 研究乏燃料水池用钢板316L与覆板S32101双相不锈钢的焊接性、接头不同区域显微组织特征及接头与母材之间的性能差异.方法 利用氩弧焊接技术对5 mm厚的316L底板与3 mm厚的S32101覆板以搭接的形式进行焊接,利用金相显微镜、扫描电镜、维氏显微硬度仪和电子万能材料试验机对焊接接头的宏观形貌、显微组织以及力学性能进行研究.结果 316L/S32101焊缝组织主要由铁素体基体、晶界树枝状奥氏体以及晶内细小片状奥氏体所组成;316L侧靠近焊缝处存在一个较窄的熔合区,其组织由奥氏体基体和少许细小分散的铁素体组成,而S32101侧靠近焊缝处组织则由粗大铁素体晶粒和沿晶粒边界分布的若干小块状奥氏体组成.从316L母材区到焊缝区,硬度显著增大,而从焊缝区到S32101母材区,硬度变化很小;焊接接头的抗拉强度高达510 MPa,为两侧316L和S32101母材强度的87.9％和88.6％.结论 在焊接电流为240 A和焊接速度为300 mm/min的条件下,可以通过氩弧焊获得成形良好的搭接接头,且接头的力学性能优异.     

Ti700sr高温钛合金TIG焊接接头组织及性能研究

采用TIG焊接方法对Ti700sr高温钛合金板材进行了焊接,研究了接头的组织形貌、硬度分布及力学性能。结果表明,Ti700sr高温钛合金板材焊接后的接头成形良好,焊缝区组织由粗大的柱状晶及细长的针状α相构成,热影响区组织由细针状α和残余β相构成,热影响区析出相得到有效控制,相边界上无明显硅化物析出;焊接热影响区的硬度相对较高,焊缝的硬度相对较低;接头室温抗拉强度约为903 MPa, 700℃高温抗拉强度为397 MPa,焊缝强度低于母材的。      

60Si2Mn钢摩擦焊后热处理工艺的改进

对60Si2Mn钢摩擦焊焊接接头热处理后的组织和性能进行了研究,通过显微镜(OM)观察焊缝的界面层显微组织形貌特征,分析了热处理工艺对焊接接头性能的影响.结果表明:该钢摩擦焊焊接接头为珠光体+铁素体+马氏体组织,组织不均匀.经正火预处理后,焊接接头为细小粒状珠光体,再进行淬火加回火处理,组织均匀,为回火索氏体,焊缝下屈...     

Effect of Process Parameters on Tensile Strength of Friction Stir Welded Cast LM6 Aluminium Alloy Joints

This paper reports the effect of friction stir welding(FSW)process parameters on tensile strength of cast LM6 aluminium alloy.Joints were made by using dierent combinations of tool rotation speed,welding speed and axial force each at four levels.The quality of weld zone was investigated using macrostructure and microstructure analysis.Tensile strength of the joints were evaluated and correlated with the weld zone hardness and microstructure.The joint fabricated using a rotational speed of 900 r/min,a weldin...