异步热轧对钛合金Ti-6Al-4V微观组织及力学性能的影响

通过异步/同步热轧实验研究了异步热轧工艺对钛合金显微组织和力学性能的影响。实验表征了试样的显微组织、力学性能、断口形貌和微观取向。实验结果表明,复杂应变路径较之简单应变路径能更好的细化晶粒及同时提高强度和塑性,并且表层晶粒小于中心晶粒。异步轧制工艺相比同步轧制能更好获得细小晶粒。异步轧制试样的强度及塑性值高于同步轧制试样相应值,提高异步速比可提高强度及塑性值。异步轧制试样的塑性变形机制可能是滑移,而同步轧制试样塑性变形机制为滑移或孪晶。     

耐酸性高Mn奥氏体钢的实验研究

为适应特殊油气开采环境的复杂工况条件,提高设备的使用寿命和安全性,降低开采成本,不同于常规管线钢低C低Mn的合金设计思路,采用高C高Mn成分体系获得了综合性能优异的新型耐酸性奥氏体钢.通过拉伸实验、冲击试验以及氢致开裂实验等方法对其综合性能进行研究,并利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段对高Mn奥氏体钢的组织进行了观察分析.研究结果表明:实验钢抗拉强度达到1 153 MPa,屈强比仅为0.46,伸长率高达50%,-40℃冲击功达到123 J,同时A溶液条件下经96 h浸泡未发现氢鼓泡及裂纹.实验钢显微组织为单相奥氏体组织,组织中存在大量位错、层错以及孪晶.与常规管线钢相比较,实验钢具有低屈强比、高均匀塑性变形的优点.此外,奥氏体组织的溶氢能力极强,本实验钢具有优良的抗氢致开裂腐蚀性能.     

超声振荡频率对电沉积纳米晶Ni微织构生长和抗磨性的关联性研究

在阳极氧化纳米多孔Ti基体表面电沉积纳米晶Ni镀层,通过界面互扩散和晶体“钉扎”生长来达到冶金结合,旨在解决Ti基与其表面镀层界面结合力差的难题。采用超声辅助脉冲电沉积技术,通过调整超声振荡频率来影响纳米晶Ni生长织构,以揭示不同择优取向的生长织构与微结构和抗磨性的相关性。利用XRD、FE-SEM、TEM等手段来表征纳米晶Ni的生长织构及微结构;借助纳米压痕与摩擦磨损实验来研究其表面强韧性和抗磨性,分析超声作用对碎化晶粒和改善晶体生长织构方向的协同作用机制。此外,探讨超声振荡作用对电沉积过程中纳米晶Ni动态再结晶生长的影响机理,以及不同择优取向的Ni生长织构与其表面力学性能改善的关联性。结果表明：在纳米多孔Ti基体表面预生长Pd原子来诱发后续的电沉积纳米晶Ni进行异质形核生长,成功实现“钻孔钉扎”生长模式,提高了Ti/Ni间的界面结合力,部分界面达到冶金结合效果;纳米压痕测试结果表明,在Ti基体表面电沉积生长纳米晶Ni镀层,显著提高了其表面的强韧性,硬度与弹性模量可分别达15.6与197.2 GPa;同时,大幅度提高了Ti基体表面抗摩性,摩擦系数比Ti基体降低约1/2,其表面磨损形貌由Ti基表面的切削磨损转变为在轻微磨粒磨损条件下的黏着磨损机制,可有效弥补Ti金属在工程上耐磨性差的缺点。     

铝硅镀层钢激光填丝焊接接头组织和性能

对铝硅镀层热成形钢进行激光填丝焊接试验,研究填充焊丝对焊接接头显微组织、力学性能及拉伸失效机制的影响. 结果表明,在激光自熔焊条件下,焊缝中平均Al元素含量为1.90%(质量分数),显微组织为马氏体和粗大的δ铁素体,焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别为1 340 MPa和1.80%,因δ铁素体与马氏体之间存在显著的硬度差(142 HV),拉伸时裂纹源于δ铁素体和马氏体之间的相界面. 在激光填丝焊条件下,焊缝平均Al元素含量降低至0.96%,由于填充焊丝对铝的稀释作用使得焊缝为全马氏体组织,焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别提升至1 510 MPa和4.4%. 因填充焊丝同时对焊缝中的碳也有稀释作用,焊缝中马氏体硬度(491 HV)低于母材中马氏体(523 HV),拉伸时裂纹于马氏体内部萌生并扩展,最终断裂于焊缝.     

NiTi形状记忆合金激光焊接的研究进展

NiTi形状记忆合金因具有良好的形状记忆效应、超弹性、耐蚀性及生物相容性等被应用于生物医疗、航空航天及汽车等领域。激光焊接作为材料连接领域的重要技术之一,在NiTi形状记忆合金上的应用也受到了广泛关注。详细总结及分析国内外研究工作中关于NiTi形状记忆合金激光焊接接头的显微组织、力学性能、耐蚀性及生物相容性等方面的研究进展,同时分析如何提升NiTi形状记忆合金激光焊接质量的措施与机理。激光焊接过程中焊缝处镍元素的蒸发及热影响区内含镍金属间化合物的析出是导致焊接接头质量降低的根本原因,尽管通过工艺控制、焊缝合金化或焊后热处理等可提高焊接接头质量,但从目前结果来看仍有进一步提升的空间和需求。最后,结合现有研究进展及课题组的实际工作,给出NiTi形状记忆合金激光焊接未来可能的研究方向,旨在为后续的研究提供参考与借鉴。     

镀锌高强钢电阻点焊焊接接头液态金属脆化裂纹研究进展

镀锌高强钢因具有高强度、耐腐蚀以及延展性优良等特点被应用于汽车构件领域,在实现减重的同时,提高汽车安全性能。电阻点焊作为材料连接的重要技术之一,因具有焊接过程简单、热影响区小、焊接变形与应力小及焊接速度快等优点,被广泛应用于连接镀锌高强汽车用钢。但在焊接过程中锌镀层会在电阻热的作用下熔化并渗入至焊点内部,从而在焊接接头形成液态金属脆化裂纹(Liquid metal embrittlement cracks, LME),液态金属脆化裂纹会使焊接接头在拉伸过程中发生脆性断裂,严重恶化焊接接头的力学性能。从液态金属脆化裂纹形成机理、表征手段和母材显微组织的影响等方面详细总结了国内外在此方面的研究,并归纳出改善镀锌高强钢焊接接头液态金属脆化裂纹的措施,为后续的研究工作提供一定的参考与借鉴。     

异步热轧对压力容器钢组织及力学性能的影响

对比研究了异步热轧对压力容器钢组织和力学性能的影响。结果表明:异步轧制材料的晶粒尺寸由表层至中心逐渐增大,表层晶粒达到1 mm;常规轧制沿厚度晶粒尺寸差别较小;常规轧制冲击试样断裂由脆性与韧性构成,而异步轧制试样断裂为韧性;异步轧制的强度及塑性优于常规轧制。