电子束焊接Ti-6Al-4V合金接头的疲劳裂纹尖端微区形态

通过对Ti-6Al-4V合金板材预制一定深度的疲劳裂纹,研究母材与焊缝区疲劳裂纹尖端的TEM显微形态。结果表明:经历疲劳循环后,位错密度大大增加,α/β相界面位错密度高,易成为位错形核的源区;在周期性疲劳载荷的作用下,位错以源区为原点呈放射状向四周发散运动;在焊缝区马氏体板条之间的细碎相之间,位错聚集严重,说明细碎相也易成为位错萌生的源区,从而成为疲劳裂纹形核的源区;在焊缝区马氏体板条宽度越窄,位错聚集密度越高,易成为疲劳裂纹萌生的位置。此外,TEM观察证实了裂纹尖端存在一定尺寸的塑性变形区。通过焊接接头分区的TEM对比分析,获得焊缝区比母材区更易萌生疲劳裂纹的相关证据。     

等离子喷涂Ni-Cr-B-Si/Al2O3-TiO2金属陶瓷工艺参数的优化

通过正交试验方案分析了等离子喷涂主要工艺参数, 即等离子弧电流、等离子弧电压、送粉率、喷涂距离, 对NiCrBSi/Al2O3-TiO2涂层的显微硬度及孔隙度的影响, 结合用光学显微镜对涂层显微形貌的观察和分析, 得出的最佳工艺参数为电流I=600A, 电压U=55V, 送粉率F=15g/min, 喷涂距离S=10cm; 并且表明, 采用适当的喷涂距离、较大的等离子弧电流和电压、较低的送粉率, 可以提高涂层的显微硬度并降低其孔隙度.     

500 kV架空地线断股原因及剩余强度分析

分析运行了约30年的某500 kV架空地线断股原因及其剩余强度,评价导线的安全性能.通过观察断股铝丝的断口形貌和测定断股铝丝的化学成分,分析该架空地线断股原因主要为外层铝丝与引线夹处发生磨损而逐渐导致断股.对该架空地线剩余强度进行分析,发现目前实测拉断力仅为设计计算拉断力的93.56％,导线的剩余强度已不能满足相关标准要求.为确保线路正常运行,建议对该架空地线进行更换处理,并加强对运行年限较长的类似线路进行定期检查.     

TC4钛合金焊接接头组织不均匀性与疲劳性能

对TC4钛合金电子束焊接四种典型熔凝区形状(钉形、漏斗形、楔形和钟罩形)焊接接头的微观组织进行了观察分析,并采用多晶局域梯度模型表征焊缝组织不均匀性,通过疲劳实验,建立焊接接头的组织不均匀性和疲劳性能的关系。结果表明:焊缝上端纵向柱状晶长度尺寸梯度变化较大的楔形形貌焊接接头疲劳寿命较低,梯度变化较小的钟罩形焊缝形貌接头疲劳寿命较高;疲劳裂纹多萌生于横向区域硬度梯度变化较大的热影响区和熔合线区域。     

等离子喷涂氧化铝基陶瓷涂层的性能研究

通过对45钢基体表面等离子喷涂Al2O3-13wt%TiO2(AT13)涂层和Al2O3涂层进行对比试验。结果表明:涂层组织呈明显的层片状结构,并含有孔隙、微裂纹及未熔颗粒等缺陷,基体与粘结层以及陶瓷层与粘结层之间形成良好的机械结合界面;TiO2的添加使AT13涂层孔隙减少,致密度提高;AT13涂层与Al2O3涂层相比硬度较低,但其硬度分布的分散性较小;在相同的摩擦磨损试验条件下,AT13涂层比Al2O3涂层耐磨性更好。     

微量氢对电子束焊接Ti-6Al-4V钛合金疲劳寿命的影响

对Ti-6Al-4V钛合金电子束焊接试样进行高温气体渗氢,研究了置氢对显微组织形态的影响,并对微量氢对Ti-6Al-4V疲劳寿命的影响进行考察。显微组织研究结果表明:置氢浓度低于0.120 wt%时,氢以固溶态存在于合金中,并未形成氢化物;位错在次生的α、β相区聚集,α/β相界往往是裂纹萌生的根源。疲劳实验结果表明:随置氢浓度的增加,疲劳寿命大幅下降;这是由于微量氢的存在降低了Ti-6Al-4V的韧性,并加速疲劳裂纹的扩展,从而降低了疲劳寿命。     

微量氢对电子束焊接TA15钛合金疲劳寿命的影响

对TA15钛合金电子束焊接试样进行充氢,研究了充氢对显微组织形态的影响,并对微量氢对TA15疲劳寿命影响进行考察。显微组织研究表明:充氢量低于0.105%(质量分数)时,氢以固溶态存在于合金中,并未形成氢化物。疲劳试验结果表明:随充氢量的增加,疲劳寿命大幅下降;这是由于微量氢的存在降低了TA15合金的韧性,固溶氢增加了疲劳裂纹的扩展速率,且氢通过影响裂纹尖端的性能加速疲劳裂纹扩展。焊缝区马氏体束呈团状结晶,且以团为单位统一变形,导致断口上呈团簇形态;且氢对马氏体团疲劳扩展中的行为有一定影响。     

组织不均匀性对TA15电子束焊接接头疲劳裂纹扩展的影响

采用一种水平切取疲劳试样的方法,研究厚板TA15合金电子束焊接接头的焊缝(WS)和热影响区(HAZ)的显微组织、硬度、疲劳裂纹扩展速率以及疲劳断口形貌。结果表明:在距焊缝顶端同样高度时,热影响区的组织不均匀性最大;从焊缝顶端到底部,焊缝的α′马氏体组织细化,但焊缝的组织不均匀性增大;受较高的组织不均匀性的影响,热影响区的疲劳裂纹扩展速率比焊缝的高,疲劳断口形貌反映了这种宏观上的差别。     

固溶氢对TA15钛合金电子束焊接头疲劳扩展寿命的影响

对TA15钛合金电子束焊接试样充氢,研究了氢对其显微组织形态和接头疲劳扩展寿命的影响。结果表明:充氢含量低于0.105%时,氢以固溶态存在于合金中,并未形成氢化物;母材抗疲劳扩展的能力高于焊缝区;随着充氢含量的增加,接头的疲劳寿命大幅下降。其原因是,微量氢的存在降低了TA15合金的韧性,固溶氢提高了疲劳裂纹的扩展速率。氢在边界处的聚集加速了焊接接头内裂纹沿马氏体束边界的扩展,导致在断口形成了团结构这一特殊组织形态。