预热及保温对严寒环境X80钢管道全自动外焊焊缝组织与性能的影响

研究了-30 ℃严寒环境下采用不同预热及保温措施进行电弧焊接的X80钢,观察了不同焊接条件下接头各区域的显微组织特点,通过硬度测试、拉伸试验、低温冲击试验对接头的力学性能进行了表征。研究结果表明：严寒环境下焊接得到的X80钢焊缝以柱状晶为主,填充区主要由针状铁素体、先共析铁素体及少量魏氏组织组成,随着预热及保温温度升高,魏氏组织的尺寸和数量都有所减小;接头硬度的极大值与极小值分别出现在热影响区的粗晶区与不完全重结晶区,随着预热及保温温度的升高,接头的整体硬度降低,焊缝区域的低温冲击韧性增强,而抗拉强度先提高后降低;预热及保温是接头在严寒环境下获得具有良好综合性能的有效措施,预热及保温温度为100 ℃时接头性能最优。     

多层复合钎料钎焊Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢接头的组织

采用由Ag-Cu-Ti+Mo钎料、铜箔和Ag-Cu钎料组成的多层复合钎料,对Ti(C,N)基金属陶瓷和45钢在不同温度(890,920,950℃)和不同时间(10,20,30min)下进行了真空钎焊,根据接头截面形貌和剪切强度确定了最佳钎焊温度和保温时间,并分析了最佳工艺下钎焊接头的显微组织。结果表明:随钎焊温度的升高或保温时间的延长,Ag-Cu-Ti+Mo钎料与金属陶瓷间的界面反应层厚度增大,铜钛金属间化合物增多,两侧钎料区中的铜基固溶体增多,接头的剪切强度先增后降;最佳钎焊工艺为钎焊温度920℃、保温时间20min,此时接头剪切强度最大,从金属陶瓷向45钢,接头组织依次为Cu3Ti2+Ni3Ti金属间化合物,银基固溶体+铜基固溶体+钼+铜钛金属间化合物,铜,银基固溶体+铜基固溶体。     

12Cr2MoWVTiB钢焊后热处理工艺的探讨

对12Cr2MoWVTiB钢焊接接头4种不同焊后热处理保温时间下的显微组织及力学性能进行试验和分析。其结果表明,在其他条件不变的情况下,15min和30min焊后热处理保温时间不能满足要求,60min保温时间既可以满足其组织性能的要求,又比120min节约成本,最终采用60min焊后热处理保温时间。     

焊后热处理温度对15CrMoR 钢对接接头性能的影响

采用属于P-No.4的15CrMoR钢作为研究对象，以国内外承压设备标准对P-No.4材料焊后热处理温度的不同要求为基础，研究了不同保温温度下(595,620,675,690℃)15CrMoR钢对接接头的拉伸性能、冲击性能、硬度及显微组织的变化。结果表明，随着保温温度的升高，15CrMoR钢对接接头强度逐渐降低，焊缝和热影响区的冲击韧性有一定的提高，焊接接头的硬度和热影响区最高硬度值均有一定下降。675℃和690℃的整体性能优于595℃和620℃。     

双相钢换热管与管板焊接工艺研究

采用管板自动TIG焊方法进行双相钢换热管与管板焊接工艺试验,通过着色检测、射线检测、焊喉尺寸测量、拉脱力试验、硬度试验等对焊接接头进行测试,从而确定了合理的管板焊接工艺,并掌握了双相钢的焊接特点。     

Al_2O_3陶瓷与Q235钢的活性钎焊

采用二元Cu-Ti活性钎料连接氧化铝陶瓷与Q235钢,研究了反应温度、保温时间等钎焊工艺对接头组织与接头强度的影响,分析了接头的微观组织和界面产物。试验结果表明,界面分为3层结构,即液态钎料填充陶瓷微孔形成的反应层、合金钎料层、钢侧扩散层。XRD分析结果表明,界面产物为Cu3Ti3O、TiFe、TiFe2和Cu基固溶体。钎焊温度1050℃,保温时间30min时,接头抗剪强度达到99.3MPa。     

电站空冷系统用预覆钎料铝钢复合带材的开发

将钎料层材料4343铝合金和包覆层材料4A60铝合金进行热轧复合,然后与08Al钢在张力条件下通过420 mm轧机进行50%的单道次冷轧复合,随后在罩式退火炉中进行520℃×24h的退火处理,得到电站空冷系统用预覆钎料铝钢复合带材,并对其组织与性能进行了研究。结果表明:预覆钎料铝钢复合带材中08Al钢的组织为再结晶铁素体;复合带材的屈服强度大于250 MPa,抗拉强度为305MPa左右,伸长率大于30%;在608℃保温20min钎焊后铝钢界面未发现金属间化合物,拉剪时断裂发生在4A60铝合金层上,铝钢界面未发生分层。     

保温时间对AZ31B镁合金/铝/铜扩散钎焊接头组织与力学性能的影响

为实现镁合金AZ31B与铜的可靠连接,采用铝作为中间层,在450℃保温30~120min的条件下进行扩散钎焊试验,研究了保温时间对接头组织、显微硬度和剪切强度的影响。结果表明:保温时间为30min时,接头无法实现过渡液相扩散连接;当保温时间为60min时,铝中间层完全溶解,接头中形成了宽约150μm的扩散区,从镁合金侧到铜侧,扩散区的组织依次为镁基固溶体、共晶组织和Cu3Al2Mg2金属间化合物;保温不同时间后,从扩散区的镁合金侧到铜侧,显微硬度均呈阶梯式升高;随着保温时间延长,铜侧过渡层的显微硬度显著增加,接头的剪切强度先增大后降低,并在保温90min后达到最高,为68.2MPa;断裂发生在靠近铜侧的扩散区。     

Super304H钢焊接接头的时效组织及其持久性能

对Super304H钢焊接接头进行了700℃保温不同时间(100,300,500h)的时效处理,研究了其时效组织和冲击性能,并分析了焊接接头在700℃、不同应力下的持久性能。结果表明:700℃时效100h后,Super304H钢焊接接头奥氏体晶界和枝晶界处析出大量的颗粒状、链球状和条状M23C6析出相,焊接接头的冲击韧性显著下降,随着时效时间的延长,M23C6相的析出速率减慢,冲击功基本保持稳定;焊接接头持久试样均在母材处断裂,且断裂前均发生明显的缩颈现象;当加载应力(180MPa)较高时,断口主要呈穿晶断裂特征,而当加载应力(160 MPa)较低时,其断裂特征向沿晶断裂转变。     

45钢大试样缩短淬火加热保温时间的研究(一)

本文重点对45钢大试样:φ190×250mm、320×300mm在生产条件下,合理缩短淬火加热的保温时间进行了研究。试验结果表明,经缩短淬火加热保温时间处理后的试样,具有较好的显微组织和较好的机械性能。采用缩短淬火加热保温时间及采用零保温,在生产中代替传统工艺是可行的,节能效果显著。本文提出了在试验条件下,缩短淬火加热保温时间的计算式。     

N06200镍基合金管板与换热管焊接接头组织与性能研究

采用氩弧焊丝ERNiCrMo-17对换热管(材料为SB-622 N06200)与管板(材料为SB-564 N06200)进行焊接试验。针对此材料的管-板焊接进行焊接工艺研究,通过金相组织观察、角焊缝厚度测量、拉脱力试验、晶间腐蚀试验对N06200镍基合金管板与换热管焊接接头进行分析。结果表明：采用第1层自熔+2层填丝所获得的管-板焊接接头成形良好,焊道均匀饱满;接头的角焊缝厚度均满足标准要求的1.2 mm,接头的拉脱力和晶间腐蚀率均高于管板和换热管母材;接头焊缝组织为胞状晶、柱状树枝晶和等轴晶奥氏体组织,枝晶生长方向随机,等轴晶可抑制热裂纹的产生;接头焊缝区域硬度明显高于其他区域,硬度曲线呈“跳跃”特征。     

薄壁管子与管板液压胀接工艺的研究

研究了胀接压力、胀槽数量、胀槽尺寸对管板胀接接头的拉脱力影响。结果表明:双槽结构的管板在胀槽的数量增加1或2个的情况下,能够有效的提高拉脱力;槽宽度适当增加,拉脱力也随之增大;最终确定产品胀接压力为270MPa。     

保温时间对部分瞬间液相连接硬质合金/钢接头组织与性能的影响

以"三明治"结构的钛箔/镍箔/钛箔为中间层材料,采用部分瞬间液相(PTLP)连接方法在1 000℃保温不同时间(1~4h)制备了YG10硬质合金/40Cr钢异质金属接头,研究了保温时间对接头微观形貌、物相组成和剪切强度的影响。结果表明:接头为由YG10硬质合金/TiC+WC/Co-NiTi/Ni3Ti/镍层/Ni3Ti/NiTi/TiC/40Cr钢组成的多层结构,硬质合金和镍层以及钢和镍层之间均形成了宽35~50μm的过渡层;当保温时间从1h延长到4h时,接头过渡层中的微观缩孔数量减少,过渡层厚度增加,接头剪切强度先增大后减小;当保温时间为2h时,接头剪切强度最高,为153MPa。     

多次循环淬火工艺参数对10Ni5CrMoV钢晶粒细化的影响

对10Ni5CrMoV钢在930～1030℃进行不同保温时间、不同次数的循环淬火,采用光学显微镜观察显微组织变化,并探讨了加热温度、保温时间、循环次数对晶粒尺寸的影响,对热处理前后该钢的力学性能和断口形貌进行了分析。结果表明:不同温度下随着保温时间的延长,晶粒尺寸逐渐增大,100 s时最佳;循环次数小于3时晶粒粗大且不均匀,大于3时细化效果增加不明显;随加热温度升高,晶粒尺寸先降后增,950℃最细小;细化晶粒的最佳工艺为加热温度950℃、保温100 s、3次循环淬火,可使晶粒尺寸由253μm细化至63μm,淬回火后钢的强度及塑韧性均有明显提高。     

过盈量和连接长度对探测器接头连接质量的影响

某气体电离探测器顶部为钢铝异种材料连接的接头,提出了一种利用钢铝热膨胀系数差异来实现探测器接头连接的方法。为研究接头的质量,以接头的强度和气密性作为评价要素,利用材料屈服强度和极限抗拉强度两个性能参数,建立材料塑性应变强化的本构模型,运用有限元方法对接头的连接和拉脱过程进行数值模拟;通过分析接头接触表面上接触压力的分布情况,确定了以接触表面上高应力环带上的最小接触压力作为接头气密性的评价准则、以最大拉脱力作为接头强度的评价准则,并以此研究了过盈量和连接长度对探测器接头强度和气密性的影响。结果表明,适当增大过盈量可以提高接头的气密性,但过盈量过大将导致接头强度下降;连接长度对接头强度有影响,两者基本呈线性递增关系。     

填充泡沫Ti/AlSiMg复合钎料的70% SiCp/Al复合材料钎焊接头组织性能研究

针对高体积分数SiC_p/Al复合材料加工性差的问题,填充泡沫Ti/AlSiMg复合钎料对70%SiC_p/Al复合材料进行了钎焊,探索了钎焊温度、保温时间和焊接压力对接头组织和性能的影响。在700℃、60 min和10 MPa条件下钎焊所得接头剪切强度最高,其值为119 MPa,断裂发生在复合材料上,断口中大量的韧窝显示出韧性断裂特征。研究结果表明,温度不低于650℃时可获得Ti₇Al₅Si₁₂界面层及其原位增强的钎缝。保温时间对接头组织结构具有一定的影响,在700℃下焊接且保温时间不少于60 min时,界面处优先生成连续的Ti₇Al₅Si₁₂化合物界面层,再生成Ti(Al,Si)₃化合物,随着时间的延长,Ti₇Al₅Si₁₂化合物有破碎、疏松的倾向,保温时间为60min时所得接头剪切强度最高,其接头组织结构为“复合材料/Ti<...     

焊后热处理对ASTM 4130钢焊接接头组织与性能的影响

通过金相观察、硬度和冲击试验,研究了不同保温时间的焊后热处理（PWHT）对ASTM 4130钢焊接接头显微组织、硬度、低温韧性的影响。结果表明,PWHT后,焊缝组织为铁素体、少量珠光体和碳化物,HAZ组织主要为回火索氏体、铁素体和贝氏体;造成熔合线附近硬度较高、韧性较低的原因是组织的粗化和上贝氏体的形成;随PWHT保温时间的延长,接头硬度降低,韧性改善。这主要是由于保温时间延长,使碳化物逐渐析出,其弥散强化效应和回火索氏体中合金元素固溶强化效应降低,同时,碳化物弥散度的降低也使得接头应力集中程度降低。     

热输入和退火保温时间对409L铁素体不锈钢TIG焊接接头过热区晶粒尺寸的影响

在不同热输入(1 145.5～5 248.0 J·mm-1)下对409L铁素体不锈钢板进行钨极惰性气体保护电弧(TIG)焊,之后对接头进行830℃保温不同时间(0～13 min)的退火处理,采用均匀化设计方法研究了热输入和退火保温时间对接头过热区组织和晶粒尺寸的影响。结果表明:不同热输入下,退火前后焊接接头过热区的组织均主要为粗大的铁素体,且随着热输入的增大,组织中出现网状铁素体和魏氏体;退火后接头过热区的晶粒尺寸基本与退火前的相当,当热输入从1 145.5 J·mm-1增加5 248.0 J·mm-1时,过热区晶粒尺寸从58.46μm增加到160.97μm;退火温时间对晶粒尺寸的影响很小;热输入对过热区晶粒尺寸具有非线性影响,且影响程度远大于退火保温时间的影响程度。     

PWHT对低合金钢焊接接头组织及性能的影响

通过研究508-Ⅲ钢焊缝及热影响区在经历不同焊后热处理和层间温度后的力学性能和金相组织,找出焊后热处理温度、保温时间、层间温度等参数对低合金钢焊接接头机械性能的影响规律,并最终得出整个焊接过程中各工艺阶段所需的温度区间及与保温时间的最佳组合,而且通过金相分析得出金相组织转变对焊接接头性能的影响规律,以帮助改善焊后热处理工艺质量。     

后热温度对1000MPa级高强钢焊缝组织与性能的影响

采用GHS90高强焊丝为填充材料对1 000 MPa级工程机械用高强钢进行熔化极活性气体保护(Metal active gas,MAG)焊,并对接头进行250℃、480℃、600℃保温2 h的焊后热处理。通过拉伸试验、显微硬度测试、光学显微镜(Optical microscope,OM)、扫面电镜(Scanning electron microscope,SEM)、透射电镜(Transmission electron microscopy,TEM)及电子背散射衍射(Electron back-scattered diffraction,EBSD)观察不同热处理温度后的焊缝微观组织及力学性能进行对比研究。结果表明,随后热温度从250℃升高到600℃,接头抗拉强度从1 014.5 MPa降低到934.5 MPa;焊缝平均冲击吸收能量从66 J降低到24 J;随后热温度升高,焊缝板条组织粗化,碳化物析出长大且连续分布是导致焊缝韧性降低的原因之一;同时焊缝有效晶粒尺寸变大和大角度晶界密度降低也是导致其韧性降低的原因。