焊接方法对1000MPa级熔敷金属组织及力学性能的影响

在相同热输入下分别采用熔化极活性气体保护焊(MAG)和钨极氩弧焊(TIG)进行1 000 MPa级熔敷金属试验,通过光学显微镜、透射电镜及断口分析等手段研究焊接方法对其组织和性能的影响. 结果表明,MAG焊熔敷效率明显高于TIG焊,MAG焊中出现了明显的"指状熔深". MAG焊熔敷金属及道间热影响区组织明显较TIG焊粗化. TIG焊熔敷金属组织细化、分布取向多样化且均匀分布的较多残余奥氏体是TIG焊低温冲击韧性优异的原因之一;MAG焊中生成大量非金属夹杂物易成为解理断裂起裂源,是导致熔敷金属冲击韧性恶化的因素之一. TIG焊力学性能明显优于MAG焊,这与焊接方法所导致的组织构成及夹杂物有直接关系.     

热输入对960 MPa级高强钢粗晶区组织及性能的影响

 采用Gleebe-1500D试验机对960 MPa级高强钢热影响区粗晶区(CGHAZ)组织进行模拟,研究了该高强钢在不同冷却时间下的组织变化与冲击性能的关系。结果表明：该钢热模拟粗晶区在冷速较高时主要生成板条马氏体。冲击吸收功随[θ8/5]的增大先增加后减小,当[θ8/5]为20 s时,冲击韧性最佳达到149 J,组织主要为大角度交错的板条马氏体。随着冷速降低转变为贝氏体组织、M-A组元后,冲击性能严重降低,粗晶区发生明显软化。该钢适合小热输入焊接,以保证焊接热影响区粗晶区的性能。     

热输入对1 000 MPa级工程机械用钢接头组织性能的影响

采用三种热输入进行1 000 MPa级控轧控冷(Thermo mechanical control process, TMCP)高强钢的熔化极气体保护焊,利用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究热输入对焊接接头组织和力学性能的影响。研究结果表明,三种热输入焊缝金属组织主要由板条马氏体和板条贝氏体为主、并含有少量残余奥氏体和粒状贝氏体;焊接热影响区粗晶区组织以板条马氏体和贝氏体为主,并含有少量粒状贝氏体。随着热输入的增加,焊缝组织中贝氏体板条粗化,马氏体板条减少,而粒状贝氏体逐渐增多,部分膜状残余奥氏体向块状转变;焊缝金属冲击韧度和硬度、接头强度逐渐降低,而接头热影响区冲击韧度先增后降;当热输入为15 kJ/cm时焊接接头强韧性匹配最佳。     

硼对低合金高强钢大热输入焊缝韧性的影响

对不同硼(B)的质量分数的低合金高强钢大热输入焊缝进行组织性能研究,分析、讨论B对低合金高强度(High strength low alloy, HSLA)钢焊缝韧性的影响规律。研究表明,低合金高强钢焊缝中适量增加B元素质量分数可提高组织中针状铁素体质量分数,有效细化焊缝组织,而当B元素过量时则使焊缝组织中的针状铁素体质量分数下降,组织粗化。同时,适量B元素还可抑制晶界先共析铁素体的产生;随着焊缝中B质量分数的增大,贝氏体转变得到促进,M-A组元总量提高,从不含B时的2.4%提高到B质量分数为0.008 8%时的5.7%,且其尺寸也相应增大,由平均尺寸2.14 μm增加至2.83 μm。由于B质量分数增加先促进针状铁素体后促进贝氏体形成,因此其对焊缝韧性的影响呈现抛物线变化规律,即低温冲击吸收能量随着B质量分数的增加先上升后下降。在焊缝Ti质量分数约为0.03%的条件下,B质量分数为0.005 2%时,焊缝获得了最佳的低温冲击韧度。     

高氮奥氏体不锈钢MIG焊接头的组织和性能

高氮钢焊接技术的研究是高氮钢研制和应用的关键技术之一.采用熔化极惰性气体保护焊方法对7 mm和14 mm厚的高氮钢进行了焊接,研究了焊接接头的组织和力学性能.研究结果表明,高氮钢MIG焊焊缝和热影响区的组织为奥氏体和少量的δ-铁素体,焊接接头强度与母材相当.7 mm厚板MIG焊焊接接头具有较好的韧性,而14 mm厚板热影响区韧性较低,其原因为经历多次焊接热循环导致敏化区的碳化物Cr23C6析出增多,致使韧性下降.     

高强铝合金的MIG焊焊接工艺

采用自行研制的焊丝对2519-T87高强铝合金进行了熔化极气体保护焊(MIG)焊接,研究了焊丝成分和焊接热输入对接头组织和力学性能的影响.结果表明:采用自行研制的3种焊丝焊接接头的抗拉强度均超过了美国的ER2319焊丝,其中采用8#丝的接头焊缝组织最为细小,可获得最高的接头抗拉强度,且随着焊接热输入的减小,焊缝中二次枝晶之间的间距随之减小,Cu元素的偏析程度随之减弱,接头的力学性能得到提高.     

激光熔化沉积TiB2增强TiAl基合金涂层的组织及力学性能

采用激光熔化沉积在TC4合金表面制备出不同TiB₂含量(0、10%、20%、30%，质量分数)的TiAl基合金涂层，利用XRD、OM、SEM、显微硬度计、压痕法(断裂韧性)、磨损试验机以及激光共聚焦显微镜等，系统研究了TiB₂含量对涂层微观组织与力学性能的影响。结果表明，涂层组织由底部沿厚度方向依次为平面晶、柱状晶和等轴晶，随着TiB₂含量增加，柱状晶高度逐渐降低。TiB₂/TiAl复合涂层由Ti Al合金基体相(γ+α2)以及TiB₂增强相组成，直接添加的TiB₂颗粒大多没有熔化，但直接添加的TiB₂颗粒外层与Ti Al合金熔体发生溶解反应后原位析出初生TiB₂和次生TiB₂，初生TiB₂呈块状，次生TiB₂呈短棒状和条带状。随着TiB₂含量由0增加至10%，涂层基体组织明显细化，但继续增加TiB₂含量...     

送粉速率对Ni_(3)Al基合金激光熔覆组织与耐磨性能的影响北大核心

采用激光熔覆在45钢表面制备Ni_(3)Al基合金熔覆层,利用扫描电镜、X射线衍射仪和摩擦磨损试验机,研究了送粉速率对Ni_(3)Al基合金激光熔覆层组织特征与耐磨性能的影响。结果表明,Ni_(3)Al基合金熔覆层组织主要为Ni_(3)Al和细小弥散分布的原位自生M_(7)C_(3);送粉速率增至1.45 kg/h时,熔覆层出现粗大的Cr_(3)C_(2)。随着送粉速率增加,Ni_(3)Al基合金熔覆层耐磨性能显著提高,远优于蠕墨铸铁耐磨性能。其中,送粉速率为1.16 kg/h时,Ni_(3)Al基合金熔覆层磨损率为0.74×10^(-5)mm^(3)/(N·m),而且其对磨材料磨损较小,分别为蠕墨铸铁及其对磨材料磨损率的19.6%和67.7%。     

细晶钢焊接热影响区晶粒长大及组织转变

分析了细晶钢的晶粒长大现象及其影响因素，讨论了ＨＡＺ的组织转变及其影响因素，提出了防止上贝氏体Ｂｕ和Ｍ－Ａ组元形成的有效控制措施。     

超声捶击提高超细晶粒钢焊接接头的疲劳性能

焊接接头疲劳强度是其最重要的服役性能，由于焊接残余应力的作用和焊接接头处的几何不连续性，焊接接头的疲劳强度一般大大低于母材，采用超声捶击方法提高超细晶粒钢焊接接头的疲劳强度，通过对对接接头焊践处进行超声波冲击处理，对比超声波冲击处理后焊接接头的疲劳强度，实验结果表明：超声捶击使得S-N曲线右移，FAT（循环寿命为10^6时的疲劳强度）提高幅度达到66%，在应力范围为200MPa的疲劳寿命提高58倍，研究表明，经超声捶击处理，焊趾处的应力集中系数相应减小，焊接残余应力由拉应力转换为压应力，这是超声捶击提高焊接接头疲劳强度的主要机制。