Ti17合金电子束焊接接头的性能及组织分析

分析了Ti17合金真空电子柬焊接接头的显微组织结构及其显微硬度分布规律,并结合室温和高温拉伸试验结果分析了焊接接头的力学性能。结果表明,用电子束焊接方法焊接的Ti17合金其焊缝区和热影响区显微组织为β相基体上分布着细长针状α相,母材为典型的α＋β双相网篮组织,焊后焊缝晶粒细化,焊接接头的焊缝区硬度最高,焊缝的抗拉强度和缺口敏感性均高于母材。     

电子束焦点位置对TC4板材焊接接头显微组织的影响

目的针对厚板TC4合金真空电子束焊缝组织不均匀的问题,通过改变不同焦点位置,分析焊接接头显微组织特征。方法采用真空电子束对厚度为20 mm的TC4板进行对接试验,用光学显微镜和显微硬度计对焊缝不同位置的显微组织进行观察与分析。结果采用表面聚焦时,可获得成形良好的"I"型焊缝;焊缝显微组织由柱状β相转变组织组成;表面聚焦状态下电子束流密度大,气孔较少,截面成形最好;接头显微硬度沿熔深方向上呈梯度分布,接头底部显微硬度最高,顶部硬度最低。结论不同聚焦状态下焊缝中部晶粒存在较大差别,表面聚焦晶粒最为细小。接头沿熔宽方向上的显微硬度呈"W"型分布,沿熔深方向呈梯度分布。     

33mm厚TC4锻件电子束焊接接头组织与性能

对33 mm厚TC4锻件进行了电子束焊接试验,在合适的工艺参数下得到了无内部缺陷、正反面成形良好的接头。室温下对该接头的显微组织、显微硬度和力学性能进行了测试。结果显示,焊缝处、热影响区组织主要是由β转变基体和α'形成的马氏体组织,焊缝处晶粒粗大,热影响区处马氏体细小分布不均;焊缝处硬度略低于母材处硬度,接头整体硬度分布均匀,无明显弱化区域;接头焊缝处屈服强度略低于母材,抗拉强度达到956 MPa,焊缝处冲击值KV2达到56 J,焊缝具有良好的韧性。     

不同热处理对TC4钛合金电子束焊接接头组织与性能的影响

对分别处于退火和固溶时效态的TC4钛合金进行电子束焊接,焊后进行不同热处理。采用光学显微镜和X射线衍射的分析方法对这两种TC4钛合金焊接件母材、热影响区及焊缝的显微组织及相组成进行了观察和分析,同时对其进行了室温拉伸和冲击试验。结果表明,同种电子束焊接工艺经过不同焊前及焊后热处理,各区域组织明显不同,由此导致了退火态焊接件抗拉强度低于固溶态焊接件,冲击性能略高于后者,同时这两种焊接件的抗拉强度及冲击性能均高于母材。     

整体预热对TNM合金电子束焊接接头组织的影响

为抑制发动机TiAl合金新材料的焊接裂纹、改善接头组织,采用整体预热的方式在300℃和500℃恒温环境下,对TNM(Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B)合金试板进行电子束焊接工艺试验,利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）及电子背散射衍射（EBSD）等方法对焊接接头显微组织进行表征,分析了预热温度对焊接裂纹、焊缝形貌、晶粒尺寸、相组成以及硬度等的影响。结果表明,随着预热温度的升高,焊缝宽度有所增加,并且裂纹在预热温度为500℃时消失;靠近焊缝侧的热影响区晶粒明显长大,而远离焊缝侧的热影响区晶粒出现细化;当预热温度升高,焊缝组织中α2相含量减少,γ相含量增加,预热温度为500℃时,γ相含量增加至85.5%,成为焊接接头的主相,同时α2相的类片层状特征消失;通过提升预热温度,TNM合金焊缝位错密度和硬度有明显降低。     

合金元素对放热焊接接头显微组织的影响

通过改变合金剂的组成,研究了放热焊接中合金元素Mn和Si的添加对焊缝金属微观组织和显微硬度的影响。试验结果表明,通过添加合金元素,能缓和反应剧烈程度,细化焊缝金属晶粒,提高焊缝硬度。当Mn和Si的添加比例均为0．25％时,焊缝组织最均匀,硬度较高。     

电子束熔炼Inconel 740合金不同热处理状态下的组织演变与显微硬度

利用电子束熔炼技术制备Inconel 740合金,研究热处理状态下合金的组织演变过程与显微硬度的分布情况,分析热处理过程中合金相析出规律与相分布特点。结果表明:合金宏观组织良好,夹杂物含量较少,晶粒尺寸在2mm左右。标准热处理后的组织主要为奥氏体,并有大量孪晶,晶界上碳化物M23C6呈连续分布,同时也有G相和η相析出。晶内析出大量球形、尺寸大小约为30nm的强化相γ′。电子束熔炼制备的Inconel 740合金在标准热处理状态下的显微硬度明显高于传统方法制备的同种合金,约高120HV0.1。     

ZTC4钛合金电子束焊接接头的组织及力学性能

通过室温拉伸试验、显微硬度测试和金相检验对ZTC4铸造钛合金电子束焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:焊缝区到母材的显微硬度逐渐降低,显微组织由细针状α+β基体过渡到板条状α+β基体;选择适当的焊接参数,可获得性能良好的ZTC4电子束焊接接头,其抗拉强度与母材相当,但不同试样性能数据较为分散,需对接头进行后续处理或提高原材料冶金质量以保证焊接接头性能的稳定性。     

TC4合金电子束焊接接头微观组织研究

对不同工艺参数电子束流焊接TC4钛合金焊缝显微组织进行分析,结果表明:电子束流工艺参数的改变对焊缝的相组成没有影响,却使得焊缝形状及其显微组织分布发生了改变,产生了焊缝显微组织梯度.焊缝夹角越大,焊缝上中下各部位马氏体针尺寸梯度越大.焊缝中显微硬度比母材硬度高HV30～50,热影响区中显微硬度呈梯度分布.     

Ti75合金激光焊接接头的组织及力学性能

采用10 kW的连续光纤激光器对3 mm厚的Ti75合金板进行激光焊接,通过调整不同的激光功率来获得全熔透的焊接接头.同时,观察了不同热输入下焊接接头的宏观形貌、微观组织,测试了焊接接头的力学性能和显微硬度,对接头不同部位的组织特征及成形原因进行了分析.结果表明,随着焊接过程中激光功率的增加,焊缝的宽度逐渐变大,在不同...     

电子束熔炼制备块体钨的组织与显微硬度研究

钨材料具有极高的熔点,传统上采用粉末冶金方法制备,获得的钨材料具有晶粒细小、微观组织均匀等优点, 但致密性不足。为进一步提升钨材料的性能,本研究将98.3%的钨粉和1.7%的碳粉均匀混合,在1 800 ℃、26 MPa条件下热压成型,而后采用电子束熔炼技术对成型后的钨块进行熔炼,利用金相显微镜、SEM、显微硬度计等对其显微组织、致密度和显微硬度进行评价,并与传统粉末冶金法制备的块体钨的性能进行了对比。结果表明:电子束熔炼制备的钨锭冶金质量好,致密度可达99.8%;试样的显微硬度达到9.16 GPa,显著高于粉末冶金法制备的块体钨材料,突破了热压烧结工艺制备块体钨的致密度-显微硬度的关系;经1 300 ℃、6 h退火热处理后,显微硬度略有下降,但仍达到8.86 GPa,显示出电子束熔炼技术在制备块体钨硬度性能方面的优势。     

TC4钛合金线性摩擦焊接头的组织与硬度分析

采用线性摩擦焊焊接TC4钛合金,对焊态下接头的显微组织及硬度进行了分析与测试。结果表明：焊接接头可分为母材区、热机影响区和焊核区。热机影响区组织由母材至焊核区依次为等轴α相和层片状（α＋β）相沿受力方向被拉长组织、纤维状组织中伴有等轴状α和层片状（α＋β）再结晶晶粒、针状α’和少量的α再结晶组织。焊核区组织为针状α’,而且纵向由中心至边缘组织逐渐粗大。垂直于焊缝方向由母材过渡到焊缝中心硬度逐渐由360HV增大到390HV左右,焊核区纵向硬度由中心向边缘逐渐减小到330HV左右。     

TA15钛合金电子束焊缝形貌及显微组织

对TA15钛合金厚板采用电子束焊接,研究了焊接速度为400mm／min和600mm／min的工艺条件下的焊缝形状、显微组织以及接头的显微硬度。结果表明：提高焊接速度,焊缝显微组织变得细小、均匀,热影响区收窄,接头上下部位显微硬度值更为相近,曲线也较陡直。     

TC1 电阻微焊接接头显微组织及力学性能

目的 研究不同工艺参数（焊接电流、焊接时间）对金属箔材精密电阻微焊接头机械性能的影响。方法 采用电阻微焊接技术对0.05 mm 厚的TC1 箔材进行点焊连接试验,通过拉伸-剪切试验对焊接接头进行力学性能检测,利用硬度网格法结合金相观察,对焊接不同区域进行有效预测。结果 当焊接电流为400 A时,焊核直径随着焊接时间的增加而明显增大,而采用更高的焊接电流时,焊接时间对焊接直径没有显著影响。焊点接头的剪切力随着电流的增大而增大;在所有参数条件下,过长焊接时间都造成了焊点接头剪切力不同程度的减小。此外,由于微观组织的变化,不同焊接区域显现出不同硬度值,其中焊核硬度>母材硬度>热影响区硬度。结论 焊接电流对TC1 电阻微焊接接头力学性能影响较大;硬度网格法可以有效预测焊接不同区域。     

电子束焊接K418高温合金裂纹的影响及组织与性能研究

目的探究工艺参数对K418高温合金焊接裂纹的影响,减少焊接过程中裂纹的产生。方法采用真空电子束对2mm的薄板K418高温合金进行焊接试验,通过改变工艺参数来调控焊接裂纹,使用光学显微镜对焊缝显微组织进行观察,使用显微硬度计对试样进行硬度测量,万能拉伸计对接头进行拉伸试验,使用扫描电镜对断口进行观察。结果在焊接束流为24 mA,焊接速度为600 mm/min时,扫描波形为O形,频率为500 Hz时,焊接接头表面未发现裂纹。通过拉伸试验发现断裂位置为母材,其断口为典型脆性解离断裂。结论采用合适的工艺参数可以减少或消除焊接接头表面裂纹的形成。     

钛合金电子束焊接接头力学性能研究

对锻造TC4电子束焊接接头进行显微硬度实验和室温拉伸实验,结果表明焊接接头由三部分组成,分别为焊缝、热影响区以及基体,这三部分结构的硬度和抗拉强度依次递减。根据试验数据建立并验证了TC4电子束焊接接头硬度与抗拉强度的关系模型,模型与实验的误差在2％左右,为根据硬度估算强度提供了一定参考。     

Mg-Y-Nd-Zr镁合金焊接接头的显微组织与力学性能研究

目的研究Mg-Y-Nd-Zr镁合金焊接接头显微组织和力学性能。方法采用钨极氩弧焊工艺制备Mg-Y-Nd-Zr合金焊接接头,采用金相显微镜、扫描电子显微镜观察焊接接头显微组织,采用能谱测试主要合金元素含量,采用电子万能实验机测试焊接接头的力学性能,采用维氏硬度计测试焊接接头的硬度。结果Mg-Y-Nd-Zr合金母材、焊缝区与热影响区平均晶粒尺寸分别为80, 30, 95μm。焊接接头的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为295 MPa, 188 MPa和3.0%。结论 Mg-Y-Nd-Zr合金母材、焊缝和热影响区晶粒均为等轴晶,与母材相比,热影响区未发生晶粒粗化,焊缝区晶粒明显细化,析出相Mg24Y5增多。Mg-Y-Nd-Zr合金焊接接头经525℃×12 h固溶+225℃×12 h时效处理后,各区域的硬度差异不大。抗拉强度达到母材的93%,断后伸长率达到母材的67%。     

超窄间隙激光焊接TC4钛合金接头组织及性能研究

以TA2为焊丝,采用超窄间隙激光焊接方法焊接了10 mm的TC4钛合金板,间隙为2 mm。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和拉伸试验机分析了TC4钛合金接头的组织与性能。结果表明,选取合适的工艺可以实现TC4钛合金超窄间隙激光填丝焊接,获得无缺陷的焊接接头。接头由母材、热影响区、熔合区、焊缝组成,界线清晰。其中热影响区为网篮状组织,焊缝由大β晶粒组成,大晶粒内部为杂乱的α+α′相针状组织,热影响区晶粒明显细化。由于超窄间隙的啮合效应,接头最大抗拉强度为893 MPa,达到母材的84.7%,断裂位置在焊缝中心。焊缝区和热影响区的显微硬度高于母材,且在热影响区的显微硬度最大,接头整体显微硬度呈马鞍状分布。     

Al-Mg合金电子束填丝焊接头的显微组织与力学性能

采用ER5183焊丝作为填充材料,对厚度为2 mm的Al-Mg合金进行真空电子束填丝焊接,并对焊接接头的微观组织及力学性能进行分析测试。结果表明,在合适的焊接工艺条件下,获得的Al-Mg合金接头焊缝成形良好。微观分析显示,接头熔合区为柱状晶和等轴状枝晶组织,主要由α(Al)基体相和β(Al₃Mg₂)强化相组成,焊缝中存在大量的缠结位错和第二相粒子。力学性能测试表明,与母材区的硬度相比,接头熔合区的硬度有所降低。在最佳工艺条件下获得接头的抗拉强度为311.2 MPa,达母材抗拉强度的96.9%。接头拉伸断口表面分布的韧窝数量较多,呈明显的韧性断裂特征。     

TC4钛合金板材电子束焊接疲劳性能

研究了不同工艺电子束焊接TC4钛合金板材的疲劳性能及断口金相组织。结果表明:工艺为V=150kV、If=366mA、v=600mm/min、Ib=69mA的试样焊缝的疲劳性能最好;气孔和冷隔作为应力集中源起作用而易成为裂纹源;焊缝及母材断口均由小断块组成,断块上有典型的疲劳辉纹;工艺为V=90kV、If=1654mA、v=600mm/min、Ib=51.1mA和V=150kV、If=342mA、v=200mm/min、Ib=29mA的试样焊缝疲劳辉纹间距较母材大,即扩展速率较母材快,疲劳性能不如母材;焊缝柱状晶内的网篮状马氏体组织越粗大,裂纹扩展性能越差;裂纹的扩展方式主要是穿晶断裂,相邻柱状晶内的网篮状组织取向差别太大,穿晶扩展受阻,裂纹便改沿晶扩展。