MB8镁合金及其焊接接头显微组织及力学性能的研究

通过TIG电焊机对MB8镁合金板材进行焊接,研究MB8镁合金母材及其焊接接头的显微组织和力学性能,分析焊接接头的硬度分布和应力集中系数。试验结果表明:接头焊缝区、热影响区、母材区的组织分别为粗大铸造柱状晶、大小不一的等轴晶和细小均匀的晶粒;焊缝区硬度值最低,母材区硬度值变化幅度较小,最高达48.2HV;TIG焊接接头的力学性能远低于母材,接头焊缝及近缝区晶粒粗大,焊趾处存在应力集中,同时伴有焊接残余拉应力,这些因素是导致焊接接头力学性能降低的主要原因;母材及焊接接头的拉伸断口均呈现撕裂棱形貌,表现为脆性解理断口。     

TRIP590/CP780异种钢电阻点焊接头组织与性能研究

对1 mm厚汽车用TRIP590和CP780异种高强钢板进行电阻点焊试验，研究TRIP590/CP780异种钢电阻点焊接头的显微组织和力学性能，分析了焊接电流对异种钢焊接接头组织与性能的影响。在焊接时间为0.4 s，电极压力为2 kN，电流为6～11 kA时，接头成型良好，内部无熔核偏移、缩孔等缺陷，熔核区组织以板条马氏体为主。当电流为6、9 kA时，两侧热影响区均以回火马氏体和少量铁素体为主，晶粒尺寸分别为1～4μm、2～6μm；当电流为11 kA时，两侧热影响区均以板条马氏体为主，晶粒尺寸为8～15μm。熔核区硬度、CP780侧热影响区软化程度、接头最大拉伸剪切力均随电流的增大而增大。当电流为6、9、11 kA时，接头拉伸断裂分别在熔核区结合面、TRIP590母材、TRIP590侧熔核区。综合分析，当电流为9 kA时，TRIP590/CP780异种钢电阻点焊接头具有较好的力学性能。     

我国微米级超细晶粒钢焊接技术的研究现状

介绍了微米级超细晶粒钢的主要特点及其焊接性试验研究。微米级超细晶粒钢的焊接问题主要表现为焊接热影响区(HAZ)的脆化和局部软化,严重影响了焊接接头与母材性能的匹配。采用低热输入的焊接方法,可以适当减小焊接HAZ宽度,并避免焊接热影响粗晶区的晶粒过度长大;焊接热循环参数对其焊接接头的性能具有重要影响。向焊缝中添加稳定的第二相粒子,可促进针状铁素体组织的形成,有利于改善焊接接头的组织及性能,提高焊缝的强度和韧性。     

转速对TRIP钢搅拌摩擦焊接头组织性能的影响

用搅拌摩擦焊接(friction stir welding,FSW)对相变诱发塑性(transformation-induced plasticity,TRIP)钢焊接,研究转速对TRIP钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:FSW接头焊合区(stir zone,SZ)和热机械影响区(thermo-mechanically affect zone,TMAZ)晶粒细化、残余奥氏体含量降低,有大量马氏体生成;热影响区(heat-affected zone,HAZ)晶粒粗化、残余奥氏体含量降低,无马氏体生成。相比母材,FSW接头SZ和TMAZ显微硬度提升,HAZ显微硬度下降;低转速下,FSW接头中残余奥氏体含量较高,接头的抗拉强度912 MPa,达到母材的92.9%。母材和接头断口均呈韧性断裂特征。     

热处理对D36钢接头组织及腐蚀性能的影响

采用手工电弧焊对D36级结构用钢进行焊接,分析预热保温工艺对焊接接头微观组织、硬度的影响,并通过电化学测试评价不同工艺焊缝金属在模拟海水中的腐蚀行为。结果表明:D36钢焊接热影响区铁素体和无碳贝氏体针状平行分布,焊缝区为柱状铁素体和粒状珠光体;经预热保温的焊缝晶粒细化、组织均匀,整体硬度大于210HV1.0,冲击韧性提高,裂纹倾向降低;焊缝经100℃预热+150℃保温后,焊缝腐蚀电流密度最低,为2.4μA/cm2,腐蚀电位接近母材,电荷传递电阻达3683Ω,膜层稳定性最佳,是最优的热处理工艺。     

不同焊接工艺对厚板S620Q接头组织及性能的影响

采用实芯和药芯80%Ar+20%CO2气体保护焊对S620Q厚板桥梁钢进行焊接,研究不同焊接工艺对接头组织和力学性能的影响。结果表明:实芯焊缝的主要组织为针状铁素体(AF)+粒状贝氏体(GB),粗晶区(CGHAZ)主要组织为板条贝氏体(LB)+板条马氏体(ML)+GB;药芯焊缝为GB+少量AF,CGHAZ为ML+GB;两种工艺条件下接头均具有较高的强度,都达到了母材强度的85%以上;采用药芯焊接焊缝的硬度高于实芯焊缝;实芯焊缝中具有较高的AF,冲击值高于药芯焊缝,两者的冲击值在熔合区相差最小,药芯CGHAZ中ML+GB混合组织具有较高的韧性,其CGHAZ冲击值高于实芯。     

H65铜合金搅拌摩擦焊接工艺研究

对H65黄铜搅拌摩擦焊接工艺进行研究,对其焊缝成形、接头微观组织和力学性能进行分析。研究结果表明,黄铜具有良好的搅拌摩擦焊接性能。接头组织分为焊核区、热机械影响区、热影响区和母材区。焊核区金属发生动态再结晶,组织显著细化。随着旋转速度的增大,焊接速度的减小,焊接接头的硬度值降低。接头的抗拉强度比母材低,但比熔化焊得到的接头性能要高,最高强度为母材的90.1%。     

薄壁钛合金T形接头摆动激光填丝焊组织与性能

在摆动激光填丝焊接中,热输入是影响焊接接头组织与性能的关键因素,因此开展热输入与组织和力学性能的相关性研究,为进一步提高薄壁钛合金接头的力学性能提供数据支撑及相关理论依据。采用摆动激光填丝焊对2 mm厚的TC4钛合金T形接头进行焊接试验,对比分析不同位置的微区组织与力学性能。研究结果表明：焊缝表面成形良好,无未熔合、气孔、夹渣等焊接缺陷;焊缝组织主要由α′马氏体和初生β相组成,并有少量的孪晶和位错产生;热影响区主要由母材中未发生相变的α相和α′马氏体组成;焊接接头硬度值在286～413 HV之间浮动,其中焊缝区硬度值最高,与母材相比硬度值约提升38%,随着焊接热输入增大,相变生成α′马氏体越多,显微硬度增大;焊接接头平均抗拉强度为1 076 MPa,略高于母材,拉伸试件断裂位置为母材,断口呈现出韧性断裂特征;焊接接头平均剪切强度为679 MPa,剪切试件断口起裂位置为焊缝内部,焊缝区断口呈沿晶断裂特征,热影响区断口呈解理和准解理穿晶断裂特征。     

热输入量对SMA490BW耐候钢粗晶区低温韧性的影响

为研究焊接热输入量对SMA490BW耐候钢粗晶区(CGHAZ)低温韧性的影响,利用Gleeble-1500热模拟试验机对SMA490BW耐候钢进行CGHAZ的热模拟试验,并对不同热输入量下的热模拟CGHAZ进行-40℃低温冲击试验。结果表明:随着焊接热输入量的增加,焊接热模拟粗晶区的低温冲击韧性降低,但当热输入量不超过30 kJ/cm时,其冲击功均符合标准规定的不小于27 J的要求。焊接热模拟粗晶区粒状贝氏体增多、羽毛状贝氏体形成以及晶粒粗大是导致低温冲击韧性下降的主要原因。     

12Cr1MoV和12Cr2MoWVTiB钢焊接接头组织的电镜观察

利用透射电镜(TEM)技术,系统地对比观察了12Cr1MoV和12Cr2MoWVTiB低合金耐热钢焊态和焊后回火的焊接接头中焊缝、近缝区和母材的组织变化,讨论了其对接头性能的影响。认为高温回火后在12Cr1MoV近缝区产生再热裂纹的原因,一方面与该区焊态下粗大带棱角粒状贝氏体M+A小岛造成的应力集中有关;另一方面还与该区回火时晶内沉淀强化,晶界弱化有关。初步探讨了新观察到的组织——回火退化粒状贝氏体的产生机制。     

L245薄板焊缝的组织分析

采用包钢CSP薄板坯连铸连轧工艺生产的L245钢为原料进行螺旋焊管焊接生产时,针对生产中焊缝裂纹问题,对焊缝区的形貌、组织进行了观察和晶粒度测定,并对焊缝进行拉伸性能和X射线检验。通过分析L245钢埋弧焊焊缝区质量、微观组织和拉伸性能关系表明,焊接工艺参数的合理制定是低合金钢L245焊管产生裂纹等缺陷的关键因素。     

铁素体含量对亚共析钢绝热剪切变形的影响

基于两种不同成分、两种不同热处理状态的亚共析钢的帽型试样强迫剪切实验,在Hopkinson压杆的不同速度加载条件下,研究了材料动态响应的微结构特征,分析了铁素体含量对绝热剪切的影响规律。结果表明,随着铁素体含量的减少,剪切带宽度越窄,绝热剪切越敏感。     

不同氮含量焊丝熔化极气体保护焊高氮钢的微观组织与力学性能

为研究不同氮含量焊丝对高氮钢焊缝组织性能的影响,采用自制的0.46［N］、0.61［N］、0.84［N］3种不同氮含量焊丝进行高氮钢熔化极气体保护焊焊接工艺试验。测试分析3种成分焊丝焊缝的固氮效果、气孔倾向、微观组织及力学性能。结果表明：随着焊丝氮含量的增加,焊缝氮含量升高,气孔倾向也增大;3种焊丝焊缝组织均由奥氏体+铁素体组成,焊缝组织形态主要取决于焊缝的凝固模式,由焊缝中的各种合金元素共同作用决定;焊缝力学性能主要受铁素体含量及其分布的影响,铁素体含量越高且呈沿晶分布,焊缝硬度、强度越高,韧性越差;当焊缝凝固模式为奥氏体凝固模式、奥氏体-铁素体凝固模式时,焊缝氮含量越高,焊缝拉伸性能越好;气孔缺陷主要影响焊缝的冲击韧性,气孔增多,焊缝冲击韧性下降。     

低碳钢（F＋A）双相组织高温变形时的动态复原机制

采用压缩试验，研究了普通低碳钢不同组织形貌铁素体加奥氏体（Ｆ＋Ａ）双相组织高温变形过程中的动态复原机制及其特点。试验发现，铁素体相发生动态回复，而奥氏体相则发生动态再结晶。当原始组织中存在Ａ／Ａ晶界时，奥氏体相的动态再结晶机制与通常的大角晶界凸出形核机制相同；而当原始组织中不存在Ａ／Ａ晶界时，奥氏体相的动态再结晶机制则完全改变，动态再结晶核心主要在变形较剧烈的Ｆ／Ａ相界面处形成并向奥氏体晶内长大。相界面的存在对铁素体相的动态回复过程没有明显影响。     

激光熔覆硼化物基金属陶瓷涂层的显微结构与性能研究

采用5 kW CO2横流激光器在45钢基体上熔覆MoB/CoCr金属陶瓷,对激光熔覆层的显微结构、元素分布及显微硬度进行分析研究。结果表明:熔覆区的显微结构致密,形态呈现树枝晶—胞状树枝晶—胞状晶的过渡;熔覆区的主要元素为Mo、Cr和Co,合金化区中Fe元素的含量明显增加;熔覆区的最高硬度值达到2 493HV0.2。     

EA4T钢冷却过程中脉冲电流对组织与性能的影响

针对EA4T钢车轴淬火过程中心部会析出大量大尺寸先共析铁素体的问题,采用脉冲电流辅助加热方法,研究冷却过程中脉冲电流与先共析铁素体析出的关系。EA4T钢试样加热至900℃保温20min后,以25℃/min冷速冷却,并在冷却过程中通入一定参数的脉冲电流。结果表明,由于脉冲电流辅助加热的热效应,推迟了相变过程中先共析铁素体在奥氏体晶界处的析出。与未通脉冲电流的试样相比,先共析铁素体的含量降低,尺寸减小,试样的强度、伸长率及冲击值有所提高。     

贝氏体铁素体片条的超微亚结构研究

首次采用扫描隧道显微镜(STM)在大气环境下直接观察了Fe-1.0C-2.0Si-4.0Cr钢中下贝氏体铁素体片条的组织结构,在下贝氏体亚单元内部首次观察到以前从未发现的,尺寸更小、形状规则、排列整齐的结构单元——超亚单元,并初步提出下贝氏体铁素体由以下四个结构层次组成:即下贝氏体铁素体片条由亚片条组成,亚片条由亚单元组成,亚单元由超亚单元组成。     

高应变率下工业纯钛TA2变形与失效研究

利用Hopkinson杆,采用动态压缩实验研究帽形样品的工业纯钛在高应变率(10~3 s~(-1))下的变形与失效机制。从时间-剪应力曲线分析材料的剪切变化规律。结果表明:轧制变形后的试样,它的绝热剪切敏感性明显变强;而在轧制变形量相同的情况下,从材料厚度方向上取的试样,其绝热剪切敏感性比其它方向强。通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析其显微组织的变化规律。结果表明:试样的受剪部位均可观察到明显的绝热剪切带。绝热剪切带是材料宏观失效的先兆,带内晶粒细小,为等轴晶,发生了再结晶,带中的微裂纹、微空洞的形成最终导致材料失效。