超高强度钢中M_2C和β-NiAl相的复合析出强化行为

采用透射电镜(TEM)、X射线衍射分析仪(XRD)以及拉伸试验机对超高强度钢中的碳化物和金属间化合物的复合析出强化行为进行了研究。结果表明:在300℃回火时,主要析出大量的ε-碳化物,此时试验钢的强度升高,冲击性能略有降低;在430℃回火时,析出大量的粗大片状渗碳体,试验钢的强度继续提高,但冲击吸收能量迅速降至最低值;随着回火温度继续升高,渗碳体发生溶解,M_2C型碳化物、金属间化合物β-Ni Al相以及逆转变奥氏体开始在马氏体基体中开始析出,试验钢的抗拉强度和硬度值在470℃达到最大,屈服强度在490℃达到峰值。由于M_2C型碳化物、金属间化合物β-Ni Al相和薄膜状逆转变奥氏体的复合析出作用,试验钢在510℃回火5 h后,具有最佳的综合力学性能。当回火温度继续升高,M_2C型碳化物和逆转变奥氏体都发生粗化,钢的强度和冲击性能都有所降低,且经560℃回火后逆转变奥氏体含量达到最大值。     

高强铝合金的激光焊接头组织及力学性能

采用CO2激光器对高强铝合金2519-T87进行焊接,研究了其激光焊接头组织和力学性能特征,并与熔化极气体保护焊(MIG)焊接头的组织和力学性能进行了对比。实验结果表明,激光焊焊缝组织细小,晶界共晶相呈短棒状均匀分布,时效后焊缝中有大量细小θ′相均匀析出,且熔合线附近没有形成等轴晶区,而熔化极气体保护焊焊缝组织晶粒粗大,晶界共晶相呈长条网络状分布,时效后焊缝中的θ′相尺寸大,数量少,且分布不均匀,熔合线附近还存在一个较宽的等轴晶区。焊后时效激光焊接头抗拉强度可达到母材的74%,并且随着焊接速度的增加,接头抗拉强度随之增加,而熔化极气体保护焊焊接头抗拉强度仅仅只有母材的61%,且激光焊接头的热影响区(HAZ)中没有明显的软化区。     

微观组织对高强铝合金接头冲击韧度的影响

以2519-T87高强铝合金为研究对象,研究其接头的冲击断裂性能及微观组织。研究表明,晶界上分布的α+θ(CuAl2)共晶相是焊缝中心和熔合线附近区域韧性较差的主要原因,并且由于熔合线附近等轴晶区中的共晶相数量高于焊缝中心区域,导致其成为接头韧性最差的区域。晶界液化以及显微裂纹的产生是部分熔化区脆化的主要原因。析出物的溶解使完全回归区获得接头最大冲击吸收功22 J,而析出物的粗化导致过时效区韧性降低,冲击吸收功仅仅只有7 J。断口观察发现除了部分熔化区的断口是脆性断口,接头其他区域断口均为韧窝型断口,且完全回归区中的韧窝最深,韧窝内部的析出物最少。     

一种新型980MPa高强钢在不同温度下的拉伸断裂试验

本文通过在不同温度下,对一种轧制而成的贝氏体高强钢在三个相互垂直的方向进行了拉伸实验,结合宏观力学性能参数及微观断口形貌的观察,分析了这种高强钢在不同温度下的拉伸断裂行为。结果表明:此种钢在三个方向上的宏观力学性能参数基本相同(在室温下屈服强度为950MPa,抗拉强度为1000MPa;-196℃下,屈服强度达到1260MPa,抗拉强度高达1400MPa)。但沿不同方向的拉伸断口差异却很大。沿轧制方向和宽度方向的试样,不同温度下断口形貌相似,在温度较低的试样中都出现了纵向裂纹,在-196℃均出现"Z"型断裂路径;但沿板厚方向的试样,在不同温度下其断口形态都为典型的拉伸断口。     

Prasad与Murthy流变失稳准则下9310钢热加工图的建立与分析

 在Gleeble-3800热模拟试验机上对9310钢进行了900～1 200 ℃温度范围内的高温轴向压缩试验。基于动态材料模型理论(DMM),在Prasad和Murthy 2种流变失稳准则下建立了9310钢的热加工图,并结合变形过程中的显微组织进行了热加工参数优化的分析。结果表明,本试验条件下,9310钢热变形在Prasad和Murthy流变失稳准则下的稳定性函数[ξ(ε·)]均大于0;在变形条件为950～1 050 ℃,0.01～0.1 s-1时具有最佳的热加工性能,此区域内功率耗散率值均大于32%;能量耗散功率恒定时,变形温度对动态再结晶晶粒尺寸起主导作用,变形温度恒定时,高应变速率下的动态再结晶晶粒更加细小均匀。     

10kW光纤激光焊接缺陷的形成

研究了未熔透光纤激光焊接过程中工艺参数对小孔型气孔、热裂纹和飞溅的影响,并讨论焊接缺陷形成机理. 结果表明,随着光纤激光焊接速度的增加,焊缝气孔和热裂纹倾向降低. 当焦点位置在工件表面时,气孔倾向最大;而当焦点位置由入焦向离焦偏移时,热裂纹敏感性增加. 光纤激光焊接气孔是由小孔不稳定引起的,而小孔不稳定性同时引起了熔池后部凝固前沿形状的变化,提高了焊缝热裂纹的敏感性. 较慢速光纤激光焊接飞溅的形成主要在于小孔开口处前沿熔池的凸起,其程度可能与小孔的稳定性有关.     

45钢光纤激光熔凝工艺

采用光纤激光对45钢表面进行了激光熔凝处理研究. 结合熔凝层深度、组织、显微硬度和摩擦磨损性能分析,研究了多道激光熔凝的激光功率、激光扫描间距对熔凝工艺的影响规律. 结果表明,在改变激光功率的研究中,熔凝层深度随激光功率的增大而增加,熔凝层的显微硬度呈周期性变化,后道激光处理对前道熔凝层存在回火热处理作用. 在改变激光扫描间距的研究中,进一步验证了后道激光熔凝对前道的热影响作用,同时适当增大扫描间距,获得软硬相间的熔凝层表面,有利于改善钢材表面的耐磨性能,同时可适当提高激光熔凝处理的生产效率.     

980MPa级高强钢焊接接头HAZ冲击性能的分析

采用焊接热模拟方法,对NiCrMoV系980MPa级低碳贝氏体高强钢焊接接头HAZ单次及多次热循环进行了热模拟试验.在室温和-50℃下研究了该钢焊接接头HAZ不同区域的冲击性能.结果表明,在室温和-50℃粗晶区的冲击性能最好,细晶区的冲击性能最差,为焊接接头的薄弱环节;二次粗晶区循环改善其性能,二次细晶区循环降低其性能;粗晶区晶粒比较粗大主要为低碳板条贝氏体组织;断口上表现为大而深的韧窝的融合,且韧窝之间融合较紧密;细晶区晶粒细小主要为孪晶马氏体,断口上表现为小而浅韧窝之间的连接,存在少数较大的韧窝.     

热输入对9Ni钢焊接接头组织及低温冲击性的影响

采用不同焊接工艺对9Ni低温钢进行埋弧焊接,通过金相显微镜和扫描电镜对其焊缝和热影响区微观组织及断口形貌进行了观察,研究了热输入对焊缝组织及低温韧性的影响.结果表明,随着热输入的增大,9Ni钢的焊缝中枝晶偏析减弱,析出相含量减少,断口韧窝尺寸变大变深,使焊接接头低温冲击性升高.不同热输入下焊接接头各个部位-196℃的冲击吸收功也高于标准值,硬度均小于标准规定的400HV,均满足使用要求.研究结果对9Ni钢的实际焊接提供了理论依据,对正确制订焊接工艺具有一定的指导意义.     

焊接热输入对高强铝合金接头组织和性能的影响

采用MIG焊接工艺对2519高强铝合金进行焊接,研究了焊接热输入对焊缝组织、力学性能以及断裂特征的影响.结果表明,随着焊接热输入的增加,焊缝中心二次枝晶间距随之增加,焊缝中心溶质元素的含量随之减少,时效后焊缝中心析出的θ'相数量随之减少而尺寸随之增加,且晶界共晶组织由不连续短棒状弥散分布转变成长条状连续网络状分布,导致其断裂类型由穿晶断裂转化为沿晶断裂.接头的抗拉强度也随着焊接热输入的增加明显降低,时效后小热输入下接头的强度提升幅度更大.