单道电弧焊热流的有限元分析

模拟焊接工艺过程最简单的方法就是用Navier-Stokes的分解热方程或磁流体动力学方程.为分解热方程,必须考虑产生温度场的能量热输入率Q、单位时间单位面积(或体积)上的热流q和有效热传导系数Keff.更准确地说,由于传统热源模型(高斯或椭球)和Keff函数严格地反映了电弧的磁流体动力学和熔池的流体力学,因此在使用时必须谨慎.当分解热方程中引入热效率时,热传导分析中,就把复杂的、不直观的电弧物理和稀释(由熔化效率产生的)结合起来.通过能量热输入率,本文用有限元模拟建立了熔化系数和工艺参数的关系.将瞬态热变化规律、熔化区和热影响区的大小与Kristensen,Kruta和Coldak(采用高斯和椭球能量密度分布函数)的数值计算和测量值进行比较.下面章节中所有模拟计算均采用结构研究和分析股份有限公司的COSMOS有限元模型.     

焊接工艺参数对X80管线钢焊接粗晶区低温韧性的影响

采用热模拟技术模拟了不同焊接条件下的焊接粗晶区 ,研究了工艺参数、组织和韧性的关系。结果表明 :线能量对冲击韧性的影响最为显著。当采用 8kJ/cm的线能量和 14 0℃的预热温度时 ,粗晶区的组织由板条贝氏体和一定量的粒状贝氏体组成 ,由于粒状贝氏体对板条贝氏体的分割作用 ,使板条贝氏体的长度较小 ,方向性弱 ,韧性优越。因此在焊接X80管线钢时 ,应采用较小的线能量和适当的预热温度。     

应变速率对Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金组织和力学性能的影响

目前的TRIP钢由于Mn、Si含量较低,室温条件下仅保留约10%的残余奥氏体,结果使变形过程中材料产生的相变诱发塑性量有限,不能满足一些要求产生更大相变诱发塑性场合的需要。研究表明：提高钢中Mn、Si含量并辅以适量其它合金元素（如铬和镍）是提高材料相变诱发塑性的有效途径。研究了Fe-17Mn-5Si-10Cr-4Ni合...     

成分对高锰合金钢组织和变形特性的影响

27Mn-3Si-3Al和15Mn-2Si-3Al试验合金钢由真空感应炉冶炼成16.5 kg铸锭,1200℃加热,锻成中25 mm棒材。27Mn-3Si-3Al合金钢在应变前后保持单相奥氏体组织,其应力-应变曲线平滑,没有屈服平台和明显的加工硬化峰,该钢经1000℃2h固溶处理后,材料的抗拉强度为692 MPa,伸长率为59%。当钢中Mn含量降至15%,有较多马氏体(Martensite,α′-M)相出现。而且在应变时又使15Mn-2Si-3Al钢中大量奥氏体转变为α′-M相,造成应力-应变曲线产生明显的加工硬化峰,致使该钢的伸长率降低至35%。     

X80管线钢的焊接性研究

X80管线钢是西气东输二线工程的主导钢材,其焊接质量直接决定管线的安运行全.采用热模拟技术研究了X80管线钢焊接热影响区工艺条件、组织和力学性能之间的关系.结果表明X80管线钢焊接粗晶区的组织类型为贝氏体和铁素体,不存在典型的M组织,淬硬性倾向较小.粗晶区的软化现象不太显著.焊接线能量对粗晶区的冲击韧性影响最为显著.当采用8kJ/cm的线能量和60℃的预热温度时,粗晶区的晶粒较细,组织由板条贝氏体和一定量的粒状贝氏体组成,由于粒状贝氏体对板条贝氏体的分割作用,使板条贝氏体的长度较小,方向性差,表现的韧性最优越.因此在X80管线钢的焊接中为使粗晶区获得较高的韧性,应采用较小的线能量和合适的预热温度.     

电弧增材制造GH3039组织和性能研究

镍基高温合金GH3039广泛地应用于航空发动机燃烧室等零部件。采用增材制造技术制备GH3039部件可以克服其加工性能差、材料利用率低等问题。本研究首次采用基于熔化极气体保护焊的电弧增材制造（GMAW-WAAM）技术制备了GH3039薄壁件。利用光学显微镜（OM）、显微硬度仪和拉伸试验分析了薄壁构件的组织和性能。结果表明，采用GMAW-WAAM制备的GH3039构件组织致密，无气孔或裂纹等缺陷。合金的显微组织主要由高度方向生长的粗大柱状晶和层间细小晶粒构成。沉积态合金具有较好的室温和高温性能：室温抗拉强度520~540MPa，断后延伸率36~40%； 800°C抗拉强度189MPa，断后延伸率35.4%。本研究验证了采用GMAW-WAAM技术制备GH3039部件的可行性。     

不锈钢固溶渗氮

在1100～1150℃温度下,10~4～3×10~5Pa气压的氮气中,对不锈钢进行表面强化处理的新工艺团溶渗氮可保持不锈钢的耐腐蚀性,渗碳层深达到2.5mm,对低碳马氏体不锈钢在临界冷速下淬火,得到高硬度马氏体表面层(约0.5%N);对奥氏体不锈钢或复相不锈钢进行淬火得到高强度的奥氏体表面层(达到O.9％N)。本文讨论了在工业炉中固溶渗氮的理论背景、显微组织分析、实用性和得出的结果。     

钎焊参数对Al2O3陶瓷/304不锈钢接头组织和性能的影响

本工作采用Ag-Cu-Ti钎焊了Al₂O₃陶瓷和304不锈钢,分别研究了钎焊温度和保温时间对Al₂O₃陶瓷/304不锈钢接头组织和性能的影响规律。试验结果表明：接头组织为Al₂O₃/Cu₃Ti₃O+TiCu/Ag(s, s)+Cu(s, s)+TiCu/Cu0.8Fe0.2Ti/Fe-Cr/304。当钎焊温度较低、保温时间较短时,Cu₃Ti₃O反应层较薄,Al₂O₃陶瓷与钎缝的结合较弱;在900℃保温10 min时,Cu₃Ti₃O反应层厚度为2.5μm,接头最大剪切强度为130.54 MPa;继续提高钎焊温度和延长保温时间,Cu₃Ti₃O反应层过厚,降低了钎缝的塑性变形能力。Cu₃Ti₃O反应层厚...     

X80管线钢焊接粗晶区韧化因素的研究

采用热模拟技术研究了不同热循环对X80管线钢焊接粗晶区低温冲击韧度的影响.实验结果表明,随着冷却时间t8/5的增加,第二相粒子的数量减少且出现聚集现象,晶粒尺寸增加,但是当t8/5小于6.8s时,粒状贝氏体含量较高,板条束贝氏体细小且方向性较弱,试样的冲击韧性较高;而当t8/5超过6.8s后,粒状贝氏体含量逐渐下降,板条贝氏体逐渐粗大、平行,试样韧性又逐渐降低.M-A组元由于其含量低,尺寸小,对韧性的影响不显著.因此为提高焊接粗晶区的韧性,应采用小线能量和合适的预热温度来控制晶粒尺寸和组织形态.     

X80管线钢气体保护焊焊丝飞溅性的影响因素研究

针对我国自主研制的一种X80管线钢气体保护焊焊丝使用过程中飞溅大、焊接成形性差的问题,将该焊丝与国外成分相近焊丝进行对比分析,对其夹杂物分布、组织形态及性能进行研究。试验结果表明,焊丝组织不均匀和金属夹杂物导致电阻增大,焊接时电弧不稳,造成飞溅及余高增加,通过热处理细化焊丝晶粒、均匀组织,可有效解决焊接飞溅问题。