2Cr13马氏体不锈钢的激光焊接组织及性能研究

利用OM、显微硬度仪和电子万能试验机对激光焊接2Cr13马氏体不锈钢的接头显微组织、硬度和抗拉强度进行了研究。结果表明:焊缝中心区组织为等轴晶、近中心区为柱状晶,熔合区为枝状晶和少量的胞状晶,热影响区(H.A.Z)主要由针状马氏体组织组成;焊缝中心区最高硬度约为Hv330,H.A.Z的平均硬度约为Hv265,基材平均硬度约为Hv270,从H.A.Z到基材硬度明显下降;焊接接头的抗拉强度平均值为491 MPa,宏观断口为脆性断裂特征。     

时效温度对2205双相不锈钢焊接接头显微组织及冲击性能的影响

采用脉冲式直流钨极氩弧焊(GTAW)对2205双相不锈钢进行焊接,然后分别在600,700,800℃进行时效热处理,研究了时效温度对焊接接头显微组织和室温冲击性能的影响。结果表明:时效后,在母材区的铁素体基体边界上以及焊缝金属中的铁素体基体上均析出了σ相,而且焊缝金属中σ相的尺寸比母材区的更大;随着时效温度升高,焊接接头的冲击功降低,接头的脆化程度增大,冲击断口表现为解理断裂;冲击功的降低与焊接接头中析出的σ相有关。     

6mm厚304不锈钢激光焊接接头组织及力学性能研究

采用光纤激光对304奥氏体不锈钢进行焊接,获得成型良好的激光焊接接头,利用光学显微镜、超景深、显微硬度计等分析检测手段,对304不锈钢焊接接头的微观组织特点、力学性能及断口特征进行了研究并进行相应的分析.结果表明,在激光焊接过程中,由于焊缝冷却速度较快,焊缝组织主要以垂直于熔合线的柱状晶的形态存在,焊缝中心组织以等轴晶为主,热影响区不明显;接头硬度分布不均匀,焊缝处硬度最高,热影响区未发生明显软化;焊接接头抗拉强度为711.5MPa,接头拉伸后断于焊缝,拉伸性能达母材拉伸性能的97.5％,可应用于各种工程.     

SUS304不锈钢超薄片脉冲激光焊接工艺及接头的显微组织和力学性能

在不同激光功率(140～420 W)和焊接速度(10～30 mm·s~(-1))(即不同热输入)下对SUS304不锈钢超薄片(厚度0.2mm)进行脉冲激光搭接焊,研究了热输入对焊缝成形的影响,并分析了最优成形接头的显微组织和力学性能。结果表明:当热输入在9～20J·mm~(-1)时可获得成形良好的焊缝,其中在激光功率320 W、焊接速度20mm·s~(-1)(热输入16J·mm~(-1))条件下的成形性能最优;最优成形接头焊缝中心为等轴晶组织,熔合线处为细小柱状晶组织,近熔合线的焊缝中形成了胞状树枝晶;最优成形接头熔合线处的硬度最高,其次为焊缝区;不同激光功率和焊接速度所得接头均在热影响区发生断裂,最优成形接头的抗拉强度最高,达到790.1MPa,接近于母材的,其拉伸断裂方式为韧性断裂。     

C300马氏体时效钢等离子弧焊接接头的组织与硬度

采用穿孔型等离子弧(K-PAW)焊接方法对固溶态C300马氏体时效钢进行焊接,并采用光学显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜以及硬度仪等对焊接接头进行了组织观察和硬度分析。结果表明:采用K-PAW焊接可得到成形良好的焊接接头,但为了避免局部凹陷现象,应适当采用填充金属;焊接接头具有高度对称性,可分为焊缝区、固溶区(粗晶区和细晶区)、时效区以及母材区;焊缝金属呈倒喇叭状形貌;接头的硬度峰值出现在时效区,硬度曲线上水平区域的宽度取决于焊缝区与固溶区的宽度;焊缝、固溶区与母材的硬度基本相同;在时效区发现皲裂形貌和镍、钼、钛和钴元素含量的差异。     

铁素体不锈钢CMT焊接接头HAZ组织性能研究

针对铁素体不锈钢焊接HAZ晶粒易长大的问题,提出采用小热输入的CMT焊接工艺。通过分析接头HAZ的显微组织、显微硬度和冲击性能,探讨了4003铁素体不锈钢焊接接头HAZ组织和性能,并与常规MIG焊焊接接头试样的组织、性能进行对比。试验结果表明:采用CMT焊接工艺获得的接头HAZ粗晶区宽度为460μm,明显窄于MIG焊接接头的粗晶区宽度545μm;CMT接头强度与MIG焊接接头显微硬度值相近,但CMT接头HAZ冲击韧性较MIG焊接接头试样提高了16.28%。     

双面超薄不锈钢复合板激光焊接接头组织及耐腐蚀性能

采用同步送粉填充焊的方法,利用Nd:YAG固体脉冲激光对0.1mm+0.8mm+0.1mm不锈钢复合板进行了双面焊双面成形的实验研究。确定了激光焊接双面超薄不锈钢复合板的最佳工艺参数,利用金相显微镜观察分析了焊缝区各区的微观组织特征。结果表明,双面超薄不锈钢复合板填充粉末后激光焊接接头表面成形好,热影响区窄,焊接变形小;焊缝中心为细小的等轴晶,熔合线附近有细晶区,其他区域为柱状晶区,焊缝为残余奥氏体+马氏体+碳化物组织;在硫酸-硫酸铜腐蚀溶液中腐蚀16h后,焊缝表面与腐蚀前没有明显变化,对试板进行180°弯曲试验,未产生晶间腐蚀裂纹。     

激光焊接铝——不锈钢及焊缝显微组织分析

用激光焊接的方法将铝和不锈钢进行焊接,观察了焊接区域的显微组织,分析了显微组织的形成机理.结果表明:两种金属都含有对方的元素,激光焊接得到了更为细小、均匀的组织成分,具有可焊性.     

时效温度对PH13-8Mo不锈钢组织和力学性能的影响

将PH13-8Mo不锈钢在930℃固溶1h后,再在480,510,540,565,590,620℃下时效4h,研究了时效温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:试验钢在510℃时效后具有最高的硬度和强度,并保持了足够的冲击韧性,具有较好的综合力学性能;在510~620℃时效时,随着时效温度升高,硬度和强度下降,冲击韧性升高;试验钢在480℃时效后开始析出金属间化合物Ni3Al,该析出相随着时效温度升高逐渐长大和增多。     

不同温度下 BZ-11准贝氏体钢性能与组织的研究

研究了准贝氏体钢和20钢在不同温度下的组织和力学性能。结果表明，BZ-11准贝氏体钢在20～450℃的抗拉强度变化不大，超过450℃随着拉伸温度的升高变形抗力减少；在900℃拉伸时，准贝氏体钢变形抗力与20钢变形抗力相当，说明准贝氏体钢具有良好的高温变形能力。     

氮对316L不锈钢焊缝力学性能的影响

为研究氮对316L不锈钢焊缝力学性能的影响,采用不同氮质量分数的三种自行研制的焊丝,分别对几组316L不锈钢试板进行钨极氩弧焊(Tungsten inert gas,TIG)焊接,焊后通过金相显微镜和扫描电镜分别观察并分析相应的焊缝组织,采用磁性法测量焊缝的铁素体的质量分数,并对焊缝的拉伸性能、冲击性能等力学性能进行测试。从氮的固溶和焊缝组织的变化等方面综合分析氮对316L不锈钢焊缝力学性能的影响。结果发现,随着氮质量分数的增加,焊缝奥氏体组织明显粗化,铁素体质量分数呈下降趋势;焊缝强度有所提高,且氮质量分数由0.011%增加到0.081%时焊缝强度的平均提高程度小于氮质量分数由0.081%增加到0.10%时焊缝强度的平均提高程度;另外,焊缝的塑性及冲击韧度均有所降低。     

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。     

不锈钢薄板光纤激光焊接的组织与性能

采用GSI的JK-200FL型连续光纤激光器实现了 0.2mm厚304不锈钢片的对接焊.在氩气保护下,优化后工艺参数为激光功率90W,光斑直径0.2mm.焊接速度1200mm/min,获得成形良好,无缺陷的焊缝.采用金相显微镜可见焊缝组织由边缘细小的柱状晶和中心部位细小的等轴晶组成.经硬度测试和弯折测试,表明焊缝处的硬...     

热处理对2205双相不锈钢焊接接头力学性能的影响

对手工焊接2205双相不锈钢接头进行1 050℃固溶处理,随后在850℃进行不同保温时间的时效处理,采用光学显微镜观察不同热处理状态下接头各区域组织演变特征及σ相的分布情况,利用硬度仪、拉伸和冲击试验机对焊接接头进行力学性能试验,并借助扫描电镜分析冲击断口形貌与断裂机制。结果表明,焊后1 050℃固溶处理可有效改善2205双相不锈钢焊接接头的组织和性能;在850℃时效处理后,母材区、焊缝区和热影响区均有σ相沿铁素体与奥氏体晶界析出,随着时效时间的延长,σ相向铁素体内部长大,且含量增加,其中焊缝区对σ相的析出行为最为敏感;接头各区域中σ相的析出使母材区和焊缝区的硬度值增加明显,且焊缝区的硬度增长较快;焊接接头的抗拉强度由于脆性σ相的析出有所提高,但塑性和冲击韧度显著下降;冲击断口的断裂机制由固溶态的混合断裂向时效处理后以解理断裂为特征的脆性断裂转变。     

405/Q245R不锈钢复合板焊接工艺及接头组织与性能

分别采用钨极氩弧焊（TIG）、选用ER309L焊丝和焊条电弧焊（SMAW）、选用A302焊条两种不同工艺焊接405/Q245R不锈钢复合板的覆层和过渡层,并采用焊条电弧焊方法、选用E4315焊条焊接其基层。对复合板接头进行力学性能测试,结果表明,接头的抗拉强度接近于母材本身强度,拉伸试样断裂均发生于母材部位;对接头金相组织的观察显示,两种接头的过渡层焊缝组织均为奥氏体加少量铁素体,在过渡层焊缝/基层母材侧界面未发生明显的碳迁移现象;进一步对过渡层焊缝进行XRD测定,未发现接头焊缝中有害相的生成,说明获得接头的性能良好,焊接工艺可行,能够满足工程实际需要。     

钛-钢爆炸复合板的微观组织结构及力学性能

采用合适的工艺参数将TA2和Q345进行爆炸复合,并对获得的爆炸复合板进行微观组织结构分析和抗拉强度、剪切强度、显微硬度等力学性能测试。结果表明,复合板的力学性能良好,能够满足实际工程需要;复合板金相组织分析显示,结合界面呈波状结合,爆炸焊接时,在结合界面处发生强烈塑性变形,距界面处越远塑性变形越小,显微硬度越低;对复合板靠近钛侧界面进行X射线衍射(XRD)分析,未发现有脆硬的金属间化合物相生成,保证了复合板界面具有较高的结合强度。     

HAZ Characterization and Mechanical Properties of QP980-DP980 Laser Welded Joints

The QP980-DP980 dissimilar steel joints were fabricated by fiber laser welding. The weld zone(WZ) was fully martensitic structure, and heat-affected zone(HAZ) contained newly-formed martensite and partially tempered martensite(TM) in both steels. The super-critical HAZ of the QP980 side had higher microhardness(～ 549.5 Hv) than that of the WZ due to the finer martensite. A softened zone was present in HAZ of QP980 and DP980, the dropped microhardness of softened zone of the QP980 and DP980 was Δ 21.8 Hv and Δ 40.9 Hv, respectively. Dislocation walls and slip bands were likely formed at the grain boundaries with the increase of strain, leading to the formation of low angle grain boundaries(LAGBs). Dislocation accumulation more easily occurred in the LAGBs than that of the HAGBs, which led to significant dislocation interaction and formation of cracks. The electron back-scattered diffraction(EBSD) results showed the fraction of LAGBs in sub-critical HAZ of DP980 side was the highest under different deformation conditions during tensile testing, resulting in the failure of joints located at the sub-critical HAZ of DP980 side. The QP980-DP980 dissimilar steel joints presented higher elongation(～ 11.21%) and ultimate tensile strength(～ 1011.53 MPa) than that of DP980-DP980 similar steel joints, because during the tensile process of the QP980-DP980 dissimilar steel joint(～ 8.2% and 991.38 MPa), the strain concentration firstly occurred on the excellent QP980 BM. Moreover, Erichsen cupping tests showed that the dissimilar welded joints had the lowest Erichsen value(～ 5.92 mm) and the peak punch force(～ 28.4 k N) due to the presence of large amount of brittle martensite in WZ and inhomogeneous deformation.     

An Investigation into some Mechanical and Metallurgical Properties of Stainless Steel Reinforced Aluminium Alloy Powder Compacts

An experimental investigation into uniaxial tension and transverse bending of thin rectangular sheets made of stainless steel wire mesh and microcable reinforced sintered 6061 aluminium alloy powder compacts was made in order to determine some of their mechanical and metallurgical properties. Theoretical predictions based on the rule of mixtures were made for the ultimate tensile strength and for the Youngs modulus and were compared with the experimental results. Metallographic analysis involved optical and SEM photography on selected specimens and also an "EDAX" analysis on the intermetallic phase formed between the matrix and the reinforcement in order to establish its composition. In general, it was observed that the introduction of the stainless steel reinforcement resulted in extra strength of the reinforced material compared to that based on the net density of the combination.