Precipitation Behavior and Mechanical Properties of a 16Cr-25Ni Superaustenitic Stainless Steel Weld Metal During Post-weld Heat Treatment

A 16Cr-25Ni superaustenitic stainless steel weld metal for austenitic stainless steel/ferrite heat-resistance steel dissimilar metal weld was designed and prepared through tungsten inert-gas welding. The precipitate evolution and its correlation with mechanical properties were investigated during post-weld heat treatment (PWHT) at 690 °C for up to 12 h. The primary precipitates in the as-welded weld metal were identified as Mo-rich M₆C carbides in the interdendritic region and semicontinuous fine-sized M₂₃C₆ carbides along grain boundary. After PWHT, three types of precipitates coexisted in the interdendritic region: primary M₆C carbides, newly precipitated Mo-rich M₂X carbonitrides and some of the secondary M₂₃C₆ carbides. Additionally, mass secondary M₂₃C₆ carbides formed and coarsened along grain boundary. No undesirable intermetallic phases formed during the whole period. The M₂X and interdendritic M₂₃C₆ improved the strength of the weld metal after PWHT, but the elongation and impact toughness degraded, which were mainly owing to the intergranular M₂₃C₆ carbides that changed the fracture mode from ductile transgranular mode to mixed mode of transgranular and intergranular fracture. Meanwhile, the coarsening of M₂X carbonitrides may lead to the elongation loss during 8 h to 12 h. Evolution of impact toughness was also related to the M₂X carbonitrides, which made the crack easier to propagate compared with austenitic matrix and contributed to the decline of impact toughness. However, due to the sluggish precipitation of M₂X carbonitrides with longer holding time, the decreasing trend became slow from 4 to 12 h. The results showed that PWHT should be controlled within 8 h to obtain better combination of strength and ductility.     

Effects of Post-Weld Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of Al-12.7Si-0.7Mg Alloy Welded Joints by GMAW

In this study, 3-mm-thick hot-extruded plates of A1-12.7Si-0.7Mg alloy were used to fabricate the joints welded by gas metal arc welding. Effects of the post-weld heat treatment include solid solution treatment, water quenching, and artificial aging treatment on the microstructure, and mechanical properties of the weld joints have been investigated. Results showed that the welded joints after solid solution and artificial aging exhibited the increases in yield strength of 166 MPa and ultimate tensile strength of 148 MPa, respectively. Based on the microstructural observations, the associated mechanisms were discussed.     

2219铝合金母材及焊接接头的腐蚀行为

采用剥蚀试验和动电位极化曲线测试对2219铝合金母材、搅拌摩擦焊(FSW)和钨极氩弧焊(TIG)焊接头的腐蚀行为进行了研究。通过腐蚀失重测试、电化学试验与剥蚀后表面及深度方向腐蚀微观形貌观察,对三者的腐蚀形式和机理进行了分析。结果表明:母材腐蚀速率最大,自腐蚀电位最低,而腐蚀电流密度最大;两种接头焊缝/焊核的耐蚀性总体接近,都优于母材的,FSW焊核的耐蚀性最优。合金母材的腐蚀形式为层状剥蚀,TIG焊缝为晶间腐蚀,深度较小,FSW焊核为点蚀。三者的腐蚀均与析出相有关,母材的析出相粗大,与基体之间的电偶效应最明显;TIG焊缝析出相沿枝晶晶界排列,但析出相尺寸小,电偶作用弱于母材;FSW焊核析出相尺寸由于机械搅拌而变小且分布弥散,腐蚀性能有所改善。     

冷喷涂改善2219铝合金熔焊接头残余应力新方法

目的采用冷喷涂技术改善2219铝合金变极性钨极氩弧焊(VPTIG)焊接接头残余应力。方法采用冷喷涂技术在8 mm厚2219铝合金VPTIG焊接接头表面进行Cu涂层制备,分析冷喷涂前后接头微观组织、力学性能及残余应力的变化,探究冷喷涂过程中高速碰撞颗粒的"喷丸效应"与加热气体的"热效应"对接头残余应力的改善作用及内在机制。结果冷喷涂前后,接头整体的微观组织无明显变化,但在焊缝表面(Cu涂层与焊缝结合面处)观察到明显的塑性变形。冷喷涂后,焊缝区上表面显微硬度提高,作用深度约2 mm(余高处);接头抗拉强度表观上稍有降低,这是由于涂层对焊缝的拉伸应变局部化改变所致,"喷丸效应"与"热效应"单独作用下,接头抗拉强度无明显变化,所有拉伸试样均从焊趾处沿着熔合区发生断裂。焊态接头残余应力分布总体呈拉应力状态,在焊缝处最大,经过冷喷涂后,焊缝残余拉应力峰值从约200MPa降到约24MPa,大部分区域从拉应力变为压应力,且分布均匀性变好。结论冷喷涂技术可以显著改善VPTIG焊接接头残余应力分布。冷喷涂粒子的"喷丸效应"对基体残余应力的改善作用显著。高温气流的"热效应"虽未能显著降低残余应力,但使应力分布变得均匀。     

焊后热处理对6061铝合金焊接接头微观组织与力学性能的影响

通过金相技术、力学性能试验和SEM技术,研究了固溶+时效热处理对6061铝合金焊接接头微观组织和力学性能的影响.结果表明,热处理前焊接接头两侧热影响区内有一对对称分布的软化区,其原因是由于焊接热输入的影响使该部位发生了过时效.固溶处理+人工时效热处理后,焊缝和热影响软化区析出较多的强化相(Mg2Si),焊接接头硬度和拉伸性能明显提高.     

Effect of Post-weld Heat Treatment on the Microstructure and Corrosion Resistance of Deposited Metal of a HighChromium Nickel-Based Alloy

The evolution of Cr_(23)C_6 carbides in the deposited metal(DM) of a high-chromium nickel-based alloy was investigated after the post-weld heat treatment(PWHT) at 650,750,850,and 950 ℃,respectively.With the increase in temperature,the morphology of the Cr_(23)C_6 carbides at the grain boundaries was transformed from the continuous lamellarlike to the semi-continuous rod-like and then to the discontinuous granular.Besides,the needle-like Cr_(23)C_6 carbides precipitated from γ matrix after PWHT at 850 ℃.The coarsening kinetics of the needle-like Cr_(23)C_6 carbides obeyed the Lifshitz-Slyozov-Wagner law with the growth speed of 4.93 μm~3/h in length and 5.56 × 10~(-3) μm~3/h in width.Moreover,the ratio of the carbide length to width increased rapidly at first and then flattened as the holding time increased to 850 ℃.The results of electrochemical corrosion experiment indicated that the needled-like Cr_(23)C_6 carbides impaired the corrosion resistance of DM due to the formation of chromium depletion around the carbides.     

热处理对6063铝合金组织与性能的影响

利用金相显微镜观察经固溶、时效及固溶+时效处理的6063铝合金的显微组织,通过测试其硬度,得出其随温度变化的规律;并通过全浸腐蚀试验比较其耐腐蚀性,观察其在不同温度下的腐蚀形貌.结果表明,经不同温度处理的材料其显微组织发生明显改变,硬度随温度呈一个波动趋势,随温度升高其耐蚀性下降.     

热处理对TiNbZrMo合金显微组织和力学性能的影响

采用水冷铜坩埚真空感应熔炼技术制备了名义成分为Ti-12Nb-12Zr-2Mo(质量分数,%)的合金,对获得的样品在真空热处理炉中进行热处理。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及力学测试等技术对铸态和热处理后得到样品的显微组织和力学性能进行系统研究。结果表明:铸态和退火状态下合金的组织均由α和β相组成,淬火状态下合金组织由α′和β相组成。热处理有利于提高合金的强度,而不改变合金的弹性模量。     

高强度铝合金异质焊接头热处理后的微观形貌分析

以ER5183、ER5356与ER5556为填料,利用气体保护钨极电弧焊对A7075与A7050高强度铝合金进行异质焊接,焊接后再施以人工时效(T1)、固溶处理+不完全人工时效(T5)及固溶处理+完全人工时效(T6),研究不同热处理方式对其接头微观结构的影响.由金相显微观测可知,经T5与T6热处理后会有大量析出物出现在热影响区晶粒内部与晶界处,并产生沿晶破裂的现象.由断裂面微镜观观测可知,经T1热处理后合金样品的破裂面为韧窝状组织,属于延性破坏;而经T6热处理后破裂面的部分区域仍保持韧窝状组织,但也有部分区域转变为脆性破坏.     

热处理对Mg-Nd-Gd-Zr稀土镁合金组织与性能的影响

研究了热处理工艺对Mg-Nd-Gd-Zr镁合金组织与性能的影响.结果表明,采用适当的热处理可细化镁合金的显微组织,并改善镁合金的力学性能.该合金优化的热处理工艺为530℃×2 h空冷后再200℃×2 h时效,在此热处理制度下,合金获得优良的综合力学性能,显微硬度达到93.4HV,抗拉强度达到187MPa.     

热处理对TC4合金组织与性能的影响

研究了热处理对TC4半成品棒材的显微组织，拉伸性能，断裂韧性，裂纹扩展速率的影响，结果表明，经α＋β区固溶处理和β区固溶处理＋（α＋β）区时效处理后的TC合金显微组织分别为球状或条状初生α＋晶间β的双态组织和网蓝组织，双态组织结构具有高的拉伸性能和低的断裂韧性，网蓝组织具有良好的断裂韧性和疲劳性能。     

Effects of Welding Speed and Post-weld Hot Rolling on Microstructure and Mechanical Properties of Friction Stir-Welded AZ31 Magnesium Alloy

The as-rolled AZ31 Mg alloy sheets are welded by friction stir welding(FSW) in this study, followed by annealing and hot rolling with different reductions. The effects of welding speed and the rolling reduction on the microstructure, tensile properties, microhardness and fracture surfaces of the specimens are investigated. The results show that the microstructures of the FSW joint in different regions become more and more consistent as the hot rolling reduction increases. The mechanical properties of the FSW joints and the joint coefficient are improved with increasing rolling reduction; however,the hardness value in the stirred zone decreases firstly and then increases. When the rolling reduction is 50%, the tensile strength of FSW joint is close to that of base metal. The sample L_3 achieves the best comprehensive properties, with the yield strength, ultimate tensile strength and elongation of 162, 287.9 MPa, and 17.9%, respectively.     

真空热处理对微波烧结93W-Ni-Fe合金显微组织及力学性能的影响

研究真空热处理对微波烧结挤压棒坯93W-Ni-Fe合金显微组织及力学性能的影响,采用高倍SEM和光学金相分别对合金断口和显微组织进行观察,采用能谱分析仪对合金真空热处理前后各元素含量进行定量分析,并对真空热处理样的相对密度、抗拉强度、延伸率和硬度进行测定和分析.结果表明:经真空热处理后,钨合金的各项力学性能都得到了提高,抗拉强度和延伸率提高显著,抗拉强度从920 MPa提高到了988 MPa,延伸率从9.7％提高到了18.6％;真空热处理后,显微组织中钨晶粒的连接度降低,合金断口中钨晶粒的穿晶解理断裂和粘结相的延性撕裂增多;真空热处理后合金粘结相中的钨含量明显降低.     

热处理对Al0.5CoCrFeNiB-0.2高熵合金组织结构及力学性能的影响

采用真空电弧炉制备Al0.5CoCrFeNiB0.2高熵合金,采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜等方法研究铸态合金的组织结构及其热处理的影响,采用显微硬度计和拉伸试验测定合金热处理前后的力学性能。结果表明:Al0.5CoCrFeNiB0.2铸态合金仅由简单的体心立方结构和两个面心立方结构三相组成。合金铸态组织由树枝状初生α1相、粒状α2相和共晶组织(α1相和层片状β相)组成。退火和淬火热处理并未改变Al0.5CoCrFeNiB0.2合金的相结构。但随着热处理温度的提高,初生α1相由共晶组织β相回溶而长大的趋势更加明显。退火和淬火热处理均可强化合金。其中,经800℃×10 h退火后,合金室温抗拉强度由铸态的850.14 MPa提高到1 232 MPa;经1 000℃×10 h淬火后,合金塑性及强度均优于铸态合金,尤其是塑性显著提高。     

热处理工艺对TC11钛合金组织及性能的影响

研究了热处理温度和冷却方式对初始组织为等轴组织的TC11钛合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,对于TC11钛合金,在空冷条件下,随热处理温度的升高,等轴α相含量逐渐减少;当热处理温度超过980 ℃,合金开始发生组织形态的改变,由初始的等轴态转变为α β双态组织,随温度的继续升高,等轴组织完全转变成片层状组织;热处理温度在980 ℃以上时,随冷却速度的增加,β转变组织的片层厚度逐渐减小,冷却速度较快时(水冷),形成淬火马氏体.拉伸试验研究表明,热处理温度为980～1020 ℃,空冷(或油冷)条件下,得到的组织具有较好的高温综合力学性能,其中热处理温度在980～1000 ℃之间得到的组织由于等轴α相含量约为50%,具有最佳的力学性能.     

焊后热处理对铝锂合金电子束焊接头组织与性能的影响

对2090铝锂合金电子束焊接头进行焊后热处理,热处理工艺为530℃固溶0.5h+190℃时效12h。结果发现,焊接接头的抗拉强度由焊态下的331MPa提高到热处理后的415MPa,焊后热处理使接头的强度大大提高。金相组织观察表明,铝锂合金电子束焊接头经过热处理后焊缝晶粒形貌由焊态下的等轴树枝晶转变成等轴晶,并且在晶粒内部和晶界处析出细小的强化相。XRD相结构分析显示接头焊缝中的强化相主要为δ′(Al3Li)、T1(Al2CuLi)、β′(Al3Zr)等。TEM观察证实,热处理后2090铝锂合金接头焊缝中析出了多量的球状δ′相和针状T1相。拉伸断口分析表明,铝锂合金电子束焊接头在焊态下为带韧窝的穿晶断裂,经过热处理后接头断裂模式转变为沿晶断裂。     

高温处理对LF9合金组织及力学性能的影响

研究了不同热处理制度下η相和γ'相在LF9合金中的析出特征及其对合金性能的影响。结果表明:合金在820～940℃保温1 h水冷后,室温冲击韧度随加热温度的升高而提高,在940～980℃随加热温度的升高而降低,在980～1040℃随加热温度的升高,韧性急剧提高,这是合金中η相、γ'相以及贫γ'区综合作用的结果;合金在800℃时,γ'相尺寸约30 nm,随温度升高,γ'相长大,约980℃时尺寸达到最大值(120 nm),约1020℃时,γ'相完全回溶;820℃时次生η相从晶界析出并以片层形态沿晶界平行往晶内生长,约1040℃时,η相完全回溶。     

热处理工艺对Fe-B-C耐磨合金组织和性能的影响

采用不同热处理工艺研究了淬火温度和介质对Fe-B-C合金组织和性能的影响.结果表明,Fe-B-C合金的凝固组织是由珠光体、铁索体、共晶硼化物组成,热处理后基体大部分转变成马氏体,共晶硼化物由连续的网状向断网状转变,并出现块状孤立组织;细长的"触角"钝化;Fe-B-C合金的硬度和冲击韧度大幅度提高.900℃水淬 250℃回火,材料的硬度最高;950℃油淬 250℃回火,冲击韧度最高;以硬度、冲击韧度和耐磨性为评价指标时,950℃水淬综合性能较好.     

热处理工艺对 A357合金性能的影响

研究了热处理工艺参数对A357合金力学性能的影响,并对合金的强化机理进行了分析.研究结果表明A357合金最优化的热处理工艺为:固溶温度(548±3)℃,时间12 h;淬火水温度40℃;时效处理温度160℃,时间6 h.优化热处理工艺得到合金的性能:抗拉强度为383 MPa,伸长率为9.2%.     

热处理对泡沫铝合金力学性能及吸能性的影响

研究了热处理(T6强化处理及纯时效硬化处理)对渗流法生产的3种开孔泡沫铝合金在动态(~2.1×103s-1)和准静态(1.0×10-3s-1)下的压缩力学性能及能量吸收特性的影响。分别在MTS810材料试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB)上对3种泡沫铝合金材料进行了准静态及动态压缩实验。实验结果表明:与制备态相比,经时效硬化处理及T6强化处理的泡沫Al-Mg-Si合金和泡沫Al-Cu-Mg合金的动、静态压缩强度提高、平台区缩短,在一定应变下单位体积吸收的能量提高,而且均表现出对应变率的敏感性。而热处理对泡沫Al-Mg合金的动、静态压缩性能均没有影响,表明热处理对泡沫金属的作用与构成泡沫的基体金属关系密切,但与对应的实体金属的情况不同。须注意的是泡沫Al-Mg-Si合金和泡沫Al-Cu-Mg合金的纯时效硬化处理,也可以在一定程度上提高其压缩强度及吸能能力,与T6强化处理相比不需要固溶处理,不仅可以降低热处理成本,而且还避免了在水中淬火时对泡孔结构的破坏。实验结果还表明,泡沫Al-Cu-Mg合金的应变率敏感性受热处理路线的影响,而泡沫Al-Mg-Si合金的却不受影响。由于不同合金经相同热处理后会产生不同的沉淀硬化相甚至没有硬化相,因此,可以得出热处理对泡沫金属性能的影响主要取决于制备泡沫的基体金属。