船板钢第二相粒子在大热输入焊接热循环中的变化

利用萃取复型和焊接热模拟技术,研究了不同焊接热循环条件下,大热输入焊接用EH40船板钢粗晶热影响区(CGHAZ)中第二相粒子尺寸、数量和分布等情况及其对该区域奥氏体晶粒长大的影响。结果表明,随着冷却时间(t_(8/5))的延长,CGHAZ中粒子的平均尺寸增大,粒子数量减少。但是,即使是在t_(8/5)=400 s时,CGHAZ中仍存在大量细小弥散的第二相粒子,有效阻止了奥氏体晶粒的长大,说明该船板钢具有优异的焊接性能。     

压下率对热轧不锈钢复合板组织与性能的影响

研究了总压下率对热轧Q235B/304L不锈钢复合板组织性能的影响。结果表明：热轧不锈钢复合板界面平整,碳钢侧组织为铁素体和珠光体,且随压下率的增加,珠光体体积分数增加;碳钢侧存在一定宽度的脱碳层;C元素的扩散层即复合层为白色带状区域,且宽度随压下率增大而减小;沿扩散层分布有Si、Mn的氧化物,氧化物的分布密度随压下率增大而减小。不锈钢复合板的剪切强度均远大于国家规定的210 MPa,且随压下率增加,剪切强度增加。     

大焊接热输入新型EH40船板热影响区的组织和性能

采用热模拟技术,研究了不同峰值温度Lm(1 350～750℃)、不同冷却速度(时间t8/5为50 ～400 s)和不同二次循环制度(1 300℃+1 300℃,1 300℃+820℃,820℃+1 300℃,820℃+820℃)对新型EH40船板焊接热影响区(HAZ)性能和组织的影响.结果表明:峰值温度Lm为1 350℃时,冲击吸收能量最低,与母材相比,晶粒有长大的现象但并不严重;时间t8/5为100 s时,冲击吸收能量最低,因为此冷却速度下生成长条状具有方向性的M-A组元,为裂纹的形成和扩展提供了条件,导致韧性下降;二次热循环作用下低温冲击韧性良好.各个热循环制度下的全部试样-20℃冲击吸收能量均高于200 J,表明了新型EH40船板良好的焊接性.     

镁合金小孔变极性等离子弧缝焊工艺

采用小孔变极性等离子弧缝焊工艺实现了AZ31B镁合金板材的连接,得到了高质量的焊接接头,焊后利用光学显微镜、万能拉伸试验机和显微硬度仪等设备对焊接接头的组织与性能进行了检测分析.结果表明,小孔变极性等离子弧缝焊工艺可以在不开坡口、不需背面强制成形保护的条件下,实现单面施焊双面获得良好的成形;焊接接头的热影响区不明显,平均拉伸剪切力能达到7.3 kN以上;焊缝区组织均匀,晶粒细小,硬度值均高于母材;是一种理想的提高镁合金焊接效率和质量的方法.     

EH40船板钢奥氏体晶粒长大及连续冷却相变规律

采用Gleeble-3800热模拟试验机对EH40船板钢进行热模拟试验,通过金相显微镜(OM)、维氏硬度计等设备,分析了奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高的粗化行为及不同冷却速度下EH40钢的组织演变与硬度变化。结果表明,奥氏体粗化温度在1200℃以上,奥氏体经950℃保温后冷却,未变形时,在0.5～1℃/s的冷速范围内,组织主要由铁素体与珠光体构成;当冷速达到2℃/s后,组织中开始出现粒状贝氏体与板条贝氏体;随着冷速持续增大,板条贝氏体比例逐渐上升并均匀化,板条形貌逐渐细化,基体硬度由157 HV5提高至214 HV5;经60%变形后,与未变形时相比,EH40钢的晶粒发生明显细化,钢中铁素体相变区扩大,基体硬度由164 HV5提高至234 HV5。     

镁合金变极性等离子缝焊接头微观组织分析

以5mm厚的变形镁合金AZ31B板材为主要试验对象,研究了变极性等离子缝焊的工艺特点。利用光学显微镜和X射线衍射仪（XRD）等分析测试手段,对焊接接头进行了微观组织分析。结果表明：镁合金变极性等离子缝焊的焊接所得的接头热影响压窄、悍缝区晶粒细小、无Mg17A112和其他杂质相的存在,无明显缺陷。     

超轻双相LZ91镁锂合金搅拌摩擦搭接焊接技术研究

以2mm厚双相LZ91镁锂合金为研究对象,通过FSW技术对其进行搭接焊接,重点研究了焊接速度的变化对焊缝成形、接头中原始搭接界面迁移以及接头性能的影响。结果表明,采用普通的锥形搅拌针工具,在工具转速为2 000r/min和轴肩下压量0.2mm下,当焊接速度为800和1 200mm/min时,均可以实现LZ91合金的搅拌摩擦搭接焊接(FSLW)。但是,当焊接速度过大(1 600mm/min)时,会在接头内部出现由于热输入不足而形成的隧道缺陷。对接头的微观组织分析发现,FSLW接头中的搅拌区由细小的等轴晶构成,前进侧(AS)中热机影响区(TMAZ)/热影响区(HAZ)中的白色α-Mg相晶粒尺寸略大于后退侧(RS);而灰色的β-Li相晶粒尺寸明显小于RS,且随着焊接速度的增加,热输入变小,搅拌区中晶粒细化的现象更加明显。此外,LZ91合金FSLW接头中存在轻微的界面迁移现象。RS中冷搭接缺陷由原始搭接界面一直延伸至搅拌区中,呈现先向上再向下变化的趋势;AS中的钩状缺陷迁移程度较轻,并且呈现轻微向下弯曲的特征,而且随着焊接速度的增加,界面迁移的程度也发生轻微的加重。另外,通过宽度为12mm的FSLW接头的性能测试表明,在本实验条件下,将冷搭接作为受力侧的接头性能(小于1.9kN)要低于将钩状缺陷作为受力侧的接头(高于2.1kN),冷搭接缺陷对接头性能的不利影响要比钩状缺陷的影响更为恶劣。     

Inconel617合金表面电子束熔覆NbMoCr显微组织和耐腐蚀性的探讨

为了提高Inconel617合金(简称617合金)材料的表面性能,利用电子束熔覆技术在617合金表面制备了NbMoCr熔覆层. 对它的显微组织、硬度和耐腐蚀性能进行了研究,并与617合金进行了对比. 结果表明,NbMoCr熔覆层的组织更均匀,晶粒更细小,气孔等缺陷更少,且生成了微量M₂₃C₆,Cr₇C₃,Cr₄Si₄Al₁₃,CoCx等硬质相,提高了熔覆层的表面硬度及耐腐蚀性. 经检测,熔覆层硬度相比617合金硬度高出86 HV10. 电化学腐蚀测试表明,在1 mol/L H₂SO₄溶液中,617合金自腐蚀电流密度是NbMoCr熔覆层的5.16倍;在3.5 %的NaCl溶液中,617合金自腐蚀电流密度是NbMoCr熔覆层的4.6倍;在1 mol/L NaOH 溶液中,617合金自腐蚀电流密度是NbMoCr熔覆层的3.12倍.     

低结合强度下热轧钛-钢复合钢材高周疲劳性能研究

为研究钛-钢复合钢材的高周疲劳性能,对由2mm厚钛合金TA2和8mm厚结构钢Q355采用热轧复合工艺生产的钛-钢复合钢板进行了轴向高周疲劳试验,并通过标准拉伸试验、复合界面剪切试验得到其基本力学性能。基于试验结果,得到了钛-钢复合钢材在应力比为0.1下的疲劳S-N曲线,并与4部钢结构设计标准中针对传统结构钢材的疲劳设计曲线进行对比分析。试验结果表明：所研究的钛-钢复合钢板在拉伸试验过程中具有三阶段断裂模式;尽管剪切试验得到的复合界面结合强度较低,但其疲劳性能依然高于一般单金属结构钢材,使用现有结构钢材的疲劳设计曲线预测钛-钢复合钢材的疲劳寿命过于保守;疲劳强度与抗拉强度比值为0.7,介于钛材和钢材之间;低结合强度界面和结构钢层表面均是潜在的疲劳源,产生两种不同疲劳破坏模式。基于上述研究结果提出了适用于该类钛-钢复合钢材的S-N曲线,可为钛-钢复合钢材在结构工程领域的疲劳设计提供参考,并有利于促进其工程应用。