铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷及焊件结构问题控制策略的研究进展

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)是近些年发展起来的一种固态连接工艺,尤其适用于铝合金材料的焊接。概述了搅拌摩擦焊的局限性,主要包括接头处存在钥匙孔、焊缝减薄等缺陷及复杂结构铝合金难以焊接等问题。研究表明,通过工艺方法、流程及参量的优化能够对焊接接头缺陷和焊件结构问题进行有效控制。由此,归纳了铝合金搅拌摩擦焊接头存在的关键问题及解决策略,分析了每种工艺方法的适用对象及条件,包括摩擦塞焊(Friction Plug Welding,FPW)、填充式搅拌摩擦焊(Filled Friction Stir Welding,FFSW)、回抽式FSW、静止轴肩搅拌摩擦焊(Stationary Shoulder Friction Stir Welded,SSFSW)、沉积式FSW、双轴肩搅拌摩擦焊(Bobbin Tool Friction Stir Welding,BT-FSW)和无倾角FSW。详细探讨了每种工艺的原理和机制,阐述了每种工艺的优缺点,重点介绍了工艺的参数优化调控、辅助设备的添加及工序的改进对修复接头组织与力学性能的影响。对铝合金搅拌摩擦焊的回顾总结,将为获得高质量搅拌摩擦焊接头,实现复杂结构件焊接提供参考依据。在此基础上,对铝合金搅拌摩擦焊现存问题及挑战的解决进行了展望。     

一种奥氏体耐热耐磨钢的铸造组织分析

采用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射研究了一种铸造奥氏体耐热耐磨钢的显微组织。结果表明,试验钢铸态显微组织由树枝状的奥氏体晶粒和共晶组织,以及少量呈球形均匀分布的MnS组成,共晶组织中的碳化物呈典型的鱼骨状形貌特征,类型有M_6C型(M主要为Fe、W、Cr、Mo)和MX型(M主要为Nb,X主要为C和N)两种;在1 200℃以上保温固溶处理后,随着保温温度的升高和时间的延长,M_6C型碳化物逐渐溶解,而MX型碳氮化物颗粒球化并长大,硬度逐渐降低。     

FeSiBa5RE3孕育对锻铸铁低温石墨化的影响

研究了ＦｅＳｉＢａ５ＲＥ３孕育对可锻铸铁低温石墨化的。结果表明：经（０．４－０．５）％ＦｅＳｉＢａ５ｒｅ３＋０．１％ＮａＣｌ＋（０．０１－０．０１３）％Ｂｉ复合孕育处理的可锻铸铁，在８００℃＊２０ｈ＋７２０℃＊５ｈ或７８０℃＊２４ｈ＋７２０℃＊５ｈ     

FeSiBa5RE3孕育对可锻铸铁低温石墨化的影响

研究了FeSiBa5RE3孕育对可锻铸铁低温石墨化的影响。结果表明：经（0．4～0．5）％FeSiBa5RE3＋0．1％NaCl＋（0．01～0．013）％Bi复合孕育处理的可锻铸铁，在800℃×20h＋720℃×5h或780℃×24h＋720℃×5h退火即可完全石墨化，机械性能可达到或超过KHT350－10，从而可取消传统的可锻铸铁退火必须经过900℃以上高温的第一阶段石墨化。     

铸造Fe/TiCp复合材料的显微组织和力学性能

通过感应熔炼铸造法制备了一种Fe／TiCp复合材料，采用X-射线衍射、光镜和扫描电镜及能谱分析研究了其铸态和850℃退火态的显微组织和力学性能。结果表明：铸态复合材料的显微组织由珠光体基体和均匀分布的立方状TiC颗粒组成，TiC颗粒与基体界面洁净，抗拉强度817MPa，伸长率2．8％，硬度33．2HRC；经850℃退火后，基体转变为铁素体和珠光体，TiC颗粒形貌基本不变，强度和硬度较铸态有所降低，伸长率略有升高。     

SHS-PHIP法制备TiC-Ni(Mo)金属陶瓷

采用Ti粉、碳黑、Ni粉和Mo粉的混合物，通过自蔓延高温合成(SHS)结合准等静压(PHIP)方法制备了TiC—Ni(Mo)金属陶瓷材料。X射线衍射结果表明，材料由TiC相和Ni合金粘结相组成。扫描电镜观察，球形的TiC颗粒较均匀地分布在Ni合金粘结相中,TiC颗粒尺寸约为2～4μm，在局部较大的TiC颗粒之间存在微孔缺陷。SHS—PHIP法制备的TiC—Ni(Mo)金属陶瓷材料具有良好的致密性和优良的力学性能。     

一种高铬马氏体耐热钢的显微组织和力学性能

研究了高铬马氏体耐热钢(0.09C-10.2Cr-0.52Ni-1.52Mo-0.22V-0.07Nb-3.0Co-0.01Ti-0.0129N-0.0033B)的显微组织和力学性能.结果表明该钢经1100℃×1h空冷正火处理 750℃×1h空冷回火处理后的显微组织为板条状马氏体,在原奥氏体晶界和板条间分布有M23C6碳化物,并有少量1～3μm的M3B2颗粒,马氏体板条内部有10～30 nm的MX型析出相.短期蠕变试验数据显示其在650℃的蠕变性能优于P92钢.     

X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢的组织和高温力学性能

试验研究了X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢的显微组织和高温力学性能。结果表明:该钢经1075℃#1 h油冷淬火+570℃×4 h,空冷一次回火+720℃×2 h,空冷二次回火后的显微组织为典型的回火板条状马氏体组织,在原奥氏体晶界和板条界分布M23C6型碳化物,在马氏体板条内分布有纳米尺寸的MX相,此外还有少量在淬火加热时未溶解的尺寸达到0.6μm的残余MX相;在500～650℃范围内抗拉强度和屈服强度随试验温度的升高而降低,伸长率和断面收缩率随试验温度的升高而升高;持久强度与Larson-Miller参数P=T(25+lg(tf))/1000之间符合抛物线关系。     

可锻铸铁低温石墨化退火新工艺

研制了一种可锻铸铁用高效复合孕育剂 ,经该复合孕育剂孕育处理的可锻铸铁 ,在80 0℃× 2 0 h 72 0℃× 5h退火处理 ,即可完全石墨化 ,且退火后的力学性能超过 KTH350 - 1 0标准 ,从而可取消传统的可锻铸铁退火必须经过 90 0℃以上高温保温的第 1阶段石墨化。     

铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢中的第二相析出行为

采用扫描电镜、透射电镜和X-射线衍射仪等方法研究了铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢经1050℃×1 h空冷正火后在不同温度回火的显微组织及第二相析出行为。结果表明:铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢经不同温度回火后,显微组织由板条状回火马氏体和少量δ-铁素体组成,在较低温度(550℃)回火时,高密度纳米尺寸M_6C型碳化物均匀分布在马氏体板条内,随回火温度的升高,M_6C型碳化物长大成细长针状,同时在原奥氏体晶界、马氏体板条界及δ-铁素体周围析出M_(23)C_6型碳化物,继续升高回火温度至700℃,板条内不再有M_6C型碳化物析出,板条界上M_(23)C_6型碳化物颗粒逐渐长大。