Ti-Zr微合金化高强钢焊接热影响区性能及组织特征

研究了Ti-Zr微合金化高强钢100 kJ/cm大线能量焊接热模拟和192 kJ/cm大线能量电渣焊热影响区(HAZ)的力学性能和组织特征。研究表明:不同线能量下,HAZ均具有良好的强韧性;HAZ组织以针状铁素体为主,电渣焊HAZ组织相对粗大,并出现少量均匀分布的M-A岛;不同线能量下第二相夹杂物均为含Ti,Zr及Mn的复合氧化物,热模拟HAZ组织中夹杂物尺寸较小,且数量较多,对晶内针状铁素体形核促进作用更大。     

合金元素对高强钢焊缝金属贝氏体形成及力学性能影响的研究进展

高强钢焊接过程中焊缝金属与母材的强韧匹配问题一直难以解决,因此急需细化合金元素调控体系,完善高强钢焊缝金属的强化增韧机理.贝氏体是高强钢焊缝金属中的重要组织,对其强韧性有重要影响,因此介绍了典型贝氏体的形成机理及分析方法,重点综述了合金元素对高强钢焊缝金属微观组织和力学性能的影响,得出高强钢焊接中各合金元素推荐值,进而...     

中锰汽车钢焊接热影响区组织与韧性

热模拟第三代中锰汽车钢热影响粗晶区的焊接热循环,并利用扫描电镜、透射电镜、显微硬度、冲击和电子背散射衍射（Electron back scatter diffraction,EBSD）试验方法研究了焊接热循环对粗晶区显微组织、硬度和冲击韧性的影响。结果表明：中锰钢热影响粗晶区经过焊接热循环后主要为马氏体组织,当冷却速度较快时,马氏体板条间分布着大量的位错团;随着冷速的减缓,组织中有少量的贝氏体生成,且组织逐渐粗化;粗晶区的硬度随着焊后冷速的减缓呈降低的趋势,在t_8/3>33s后硬度下降缓慢;粗晶区组织中有少量的M-A组元,对冲击韧性影响不大;中锰钢粗晶区中的大角度晶界（>15°）即原奥氏体晶界、马氏体板条束界和板条块界均对裂纹有阻碍作用;大角度晶界密度可作为衡量中锰钢粗晶区的韧性指标,其与冲击韧性成正比,均随着冷速的减缓先增加再逐渐降低,在冷却速度t_8/3为8s时,大角度晶界密度最大,获得的冲击韧性相对较好。     

基于液压胀形的直焊缝管力学性能测试方法

直缝焊管是液压胀形工艺的主要原材料,在管件液压胀形数值模拟和工艺设计中,通常使用相应板材力学性能作为焊管的力学性能,而在焊管的加工过程中,材料性能发生变化,这使得用板材性能来指导液压胀形工艺设计的可靠性大大降低,如何准确评价焊管力学性能变得越来越突出。结合理论分析和自由胀形实验,得到母材力学性能参数测试方法;由于焊接区(焊缝以及热影响区)受力状态复杂,其受力状态不能由管材形状参数和内压力来确定,采用单向拉伸试验和混合准则法,确定焊缝以及热影响区材料的力学性能参数。上述测试结果应用于方形零件液压胀形数值仿真,仿真结果与实验结果比较表明该力学性能参数测试方法是准确可靠的。     

焊后热处理对2A14高强铝合金电子束焊接头组织及力学性能的影响

轻质化的需求使得人们把关注的焦点集中于轻质材料,高强铝合金作为钢结构材料的最佳替代品,受到越来越广泛的关注,利用电子束焊接高强铝合金,为获得性能优良的2A14高强铝合金电子束焊接接头,采用焊后热处理,通过组织观察(光学显微镜和扫描电镜)、维氏硬度测试、接头拉伸性能测试等方法研究焊后热处理对2A14电子束焊接接头显微组织和性能的影响。结果表明,通过焊后热处理,焊缝中心原晶界分布的网状共晶组织回溶于基体组织中消失,焊缝内部析出大量弥散强化项,基体强化效果增强,显微硬度显著升高,由焊态下低于母材硬度直接升高至超过母材硬度。接头抗拉强度由原来的355MPa提高到465 MPa,超过了母材强度。接头断裂均发生在焊缝,由断口分析发现热处理后接头韧性增强,韧窝深度增加,且有第二相质点出现。     

X70管线钢焊接热影响区的连续冷却转变组织

利用热模拟技术并结合组织分析和硬度测试,测定出X70管线钢焊接热影响区连续冷却转变曲线并研究其组织转变规律.结果表明:当冷却速率大于15℃/s时,焊接热影响区组织由板条状贝氏体、粒状贝氏体和少量铁素体组成,细小的马氏体-奥氏体组元呈弥散分布;但随着冷却速率的减小,贝氏体比例逐渐减小,铁素体比例逐渐增大,晶粒明显长大,性能恶化.在实际焊接中将热输入控制在9.3～18.6 kJ/cm(壁厚14.6 mm)可获得强韧性良好的焊接热影响区组织.     

热输入对2.25Cr1MoV钢粗晶热影响区再热裂纹敏感性的影响

再热开裂曾多次在2.25Cr1MoV钢反应器的焊接粗晶热影响区(Coarse-grained heat affected zone,CGHAZ)部位发生,却很少在"斜Y型坡口再热裂纹试验"中出现。考虑两者之间的热输入差异,通过Gleeble热模拟试验研究热输入对2.25Cr1MoV钢CGHAZ再热裂纹敏感性的影响,并结合显微组织观察、硬度测定及断口分析,讨论热输入、组织和性能之间的关系。结果表明,在5~100 kJ/cm的热输入范围内,CGHAZ的再热裂纹敏感性随热输入的升高而增大,当热输入为35 k J/cm时,CGHAZ在675℃对再热开裂"高度敏感",限制热输入在25 kJ/cm以内,将有效降低其再热裂纹敏感性。综合分析发现,模拟CGHAZ的高温塑性与其在高温拉伸试验后硬度的变化规律之间存在良好的对应关系。当软化现象发生时,拉伸试样的断裂模式为穿晶与沿晶的混合型断裂,具有较高的断面收缩率(Reduction of area,Ro A),当二次硬化现象发生时,其断裂模式为均一的微孔聚集型沿晶断裂,RoA显著降低。试验结果从二次硬化的角度反映了高热输入条件下CGHAZ的再热脆化机理。     

镁合金激光胶接焊接头微观及力学性能

采用激光胶接焊焊接镁舍金，利用现代测试手段分析接头的微观组织特征，并分别研究激光焊、胶接和激光胶接焊3种接头在相同工艺参数下的剪切力和抗剥离力，在较好的工艺参数下，激光胶接焊焊缝成形良好。在激光热源的作用下，焊缝区内胶层受热分解并以气体形式逸出焊缝，并未影响焊缝的组织熔舍；焊缝边缘附近胶层炭化裂解，存在胶层失效区，虽减小胶层的承载面积，但该区域很窄，对接头的实际承载能力影响不大。激光胶接焊接头剪切力最大，胶接接头次之，激光焊接接头剪切力最小；激光胶接焊接头的抗剥离力远大于胶接接头的抗剥离力。激光胶接焊有效提高接头的实际承载能力，因此具有很大的发展潜力。     

热输入对09MnNiDR钢焊接热影响区粗晶区组织和韧性的影响

采用Gleeble-3800型热模拟机对09 MnNiDR钢进行热模拟试验以制备不同热输入下的焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)试样,研究了热输入对试样显微组织、硬度和冲击韧性的影响.结果表明:随着热输入的增加,CGHAZ试样的显微组织从板条贝氏体+粒状贝氏体转变为粒状贝氏体+块状铁素体,硬度逐渐降低;不同热输入下CGHAZ试样的-70℃冲击吸收能量最高只有31 J,不满足技术要求,粒状贝氏体组织是导致韧性恶化的主要原因;随着热输入的增加,CGHAZ试样中原始奥氏体晶粒尺寸先减小后增大,导致试样-70℃冲击吸收能量先增大后减小.     

45钢焊接接头组织和性能的定量分析

用金相分析技术和微型剪切试验方法对45钢的电子束焊和氩弧焊焊接接头各区进行了组织分析和力学性能的定量分析，结果表明：两种接头热影响区和焊缝的显微组织，力学性能均优于基材，45钢采用电子束焊和氩弧焊都可获得优良的焊接接头。     

评定铝合金焊接接头力学性能的新途径

采用常规试验方法来测定铝合金型材构件焊接接头各区的力学性能及其变化规律是很困难的。而接头性能直接影响着结构焊接工艺的选择和强度计算。通过测定铝合金微型剪切试验和拉伸试验的性能参数，研究得出了这些性能参数之间的数学关系式。可利用这些关系式评定铝合金焊接接头的力学性能。微型剪切试验为铝合金焊接接头力学性能的评定提供了一个新途径。     

铌对船板钢大热输入焊接热影响区组织与韧性的影响

采用控轧控冷工艺(TMCP)生产含铌(质量分数0.025％)和无铌两种DH36级船板钢,并进行150 kJ·cm-1大热输入气电立焊,研究了焊接接头热影响区的组织与韧性.结果表明:铌元素的添加可推迟铁素体和珠光体相变,促进粒状贝氏体和贝氏体铁素体生成,导致含铌钢热影响区粗晶区中的晶界铁素体含量较少,粒状贝氏体和贝氏体铁...     

仿生支架力学性能测试与分析

仿生支架可以采用CAD建模方法设计内部结构,并采用快速成形加工制备仿生支架实体。仿生支架必须保证其结构形状和力学性能,其中力学性能与内部单元的排列方式和尺寸有关,通常采用的排列方式包括0/90°排列方式、0/60°/120°排列方式及两两相交排列。通过力学试验证明:增大内部单元尺寸可以提高力学性能;在不同的排列方式中,0/90°排列方式的仿生支架具有较高的抗压性能,同时,承受压力的方向同样影响仿生支架的力学性能,在X方向和Y方向,仿生支架具有较高的压力承受能力;在支架受到外界压力作用时,支架的应力一应变不是均匀变化的,而是由4个不同的阶段构成。     

X80管线钢环焊缝力学性能及缺陷成因分析

对5道在役X80天然气管道切割更换的环焊缝进行力学性能试验和缺陷解剖分析,结果发现,规定温度下夏比冲击吸收功不合格概率31. 4%,抗拉强度全部合格,未去余高情况下断于焊缝的概率55%,HV10硬度值全部合格,但环焊缝区域低于管体母材。解剖发现,5处缺陷有3处位于6点钟部位,该部位焊接层数道数严重不符合工艺要求,未严格执行焊接工艺是引起环焊缝缺陷的主要原因。缺陷尺寸解剖前后对比发现,缺陷高度检测误差均值达到40. 5%,现有在役环焊缝无损检测技术对真实缺陷自身高度的检测准确度有待提高。     

仿生支架力学性能测试与分析

仿生支架可以采用CAD建模方法设计内部结构,并采用快速成形加工制备仿生支架实体.仿生支架必须保证其结构形状和力学性能,其中力学性能与内部单元的排列方式和尺寸有关,通常采用的排列方式包括0/90°排列方式、0/60°/120°排列方式及两两相交排列.通过力学试验证明:增大内部单元尺寸可以提高力学性能;在不同的排列方式中,0/90°排列方式的仿生支架具有较高的抗压性能,同时,承受压力的方向同样影响仿生支架的力学性能,在X方向和Y方向,仿生支架具有较高的压力承受能力;在支架受到外界压力作用时,支架的应力一应变不是均匀变化的,而是由4个不同的阶段构成.     

F91锻钢阀焊接热影响区硬度异常的分析与处理

针对火电厂管道用F91材质阀门与管道焊接相邻处存在硬度降低问题进行分析,确定了故障位置及原因,改进了阀门焊接与现场施焊工艺,阀门硬度达到标准要求。经验证,改进后焊接热影响区没有出现硬度降低问题,阀门运行良好。     

SUPER304H焊接工艺与热影响区晶粒度的关系

焊接热影响区晶粒度是影响焊接性能的重要因素.对不同厂家的SUPER304H钢进行了不同焊接线输入能量和不同热循环次数的焊接试验,并对它们的焊接热影响区的晶粒度用光学显微镜进行了检测;得到了影响SUPER304H钢热影响区晶粒度的主要因素是焊接线输入能量及焊接线输入能量应控制在12 kJ/cm以下的结论.     

X80钢焊接热影响区的二次热循环组织脆化

针对X80钢的多道焊接过程,采用热模拟技术研究了不同的二次热循环峰值温度对焊接热影响区粗晶区组织和低温冲击韧性的影响。试验结果表明,经过一次热循环峰温1300℃、二次峰温800℃作用后,晶粒粗大,韧性显著下降,发生严重脆化;而经过二次热循环峰温650,950,1200℃作用,则晶粒细化,获得韧窝状断口形貌。800℃的组织脆化现象与晶粒粗化以及最快沉淀温度附近第二相粒子的大量偏析和聚集有关。     

等径角挤压提高耐热钢的综合力学性能

研究了用等径角挤压变形与热处理工艺相结合提高耐热钢综合力学性能的方法。结果表明：采用等径角挤压变形后再进行固溶＋回火热处理工艺,难以提高材料的综合力学性能,而采用固溶＋回火＋等径角挤压变形＋回火工艺,可以显著提高材料的综合力学性能。在技术条件规定的回火温度范围内,回火温度在下限时,屈服强度可提高60％,且塑性满足技术要求,强度的显著提高主要是由形变强化造成的;回火温度在上限时,铁素体基体可发生再结晶,显著细化了晶粒,可同时提高强度和塑性,但幅度不大。     

Evaluation of Local Mechanical Properties in Depth in MoDTC/ZDDP and ZDDP Tribochemical Reacted Films Using Nanoindentation

Local mechanical properties in depth and near the surface of MoDTC/ZDDP and ZDDP tribofilms, which exhibited obviously different friction coefficients in a pin-on-disc test, were determined by using a nanoindentation technique combined with in-situ atomic force microscopy (AFM) observation. Tapping-mode AFM observation revealed that the MoDTC/ZDDP film was much rougher than the ZDDP film. Nanoindentation measurement revealed that the MoDTC/ZDDP and ZDDP tribofilms possessed different elasto-plasticities around a depth of several nanometers from the surface, although both films showed the same hardness and modulus depth distributions except in the surface area. The same mechanical depth distributions indicated that both kinds of tribofilm were functionally graded materials; that is, they consisted of a layer near the surface with lower hardness and modulus and providing lubrication and a base layer with higher hardness and modulus and serving to modify property differences at the interface. Most importantly, the different elasto-plasticities near the tribofilm surfaces revealed that the MoDTC/ZDDP tribofilm possessed lower shearing yield stress than the ZDDP tribofilm. The results of this study suggest that the presence of some solid lubricants such as MoS₂ just below the MoDTC/ZDDP film surface reduced the boundary friction coefficient.