初始状态对形变及热处理后工业纯钛组织和力学性能的影响

利用Gleeble 3800热模拟试验机对退火态和淬火态的工业纯钛进行多道次平面应变压缩,研究不同初始状态经过压缩变形和热处理后的组织和性能的演变规律。通过流变曲线、组织观察和显微硬度分析表明:退火态相对于淬火态变形组织较为均匀且变形抗力低10~25MPa,显微硬度也较低。经过不同工艺热处理后,工业纯钛淬火态的组织不均匀性未得到消除且出现混晶现象,淬火态与退火态的显微硬度趋于一致。     

激光功率和离焦量对2 000 MPa级热成形钢激光焊接接头组织与性能影响

目的 研究激光功率和离焦量对PHS2000型热成形钢激光焊接接头焊缝区及热影响区显微组织、拉伸特性和硬度分布的影响。方法 采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)分析焊接接头的显微结构;利用拉伸实验和显微硬度实验探究焊接接头力学性能的变化规律。结果 随着激光功率从3 500 W增至4 700 W,焊缝区与热影响区平均晶粒尺寸总体呈上升趋势,抗拉强度先上升后下降,焊缝区平均显微硬度值在635HV~651HV内浮动,热影响区平均显微硬度值在434HV~451HV内浮动;离焦量对焊缝区的组织分布有显著影响,不同离焦量下的组织分布均较为分散,热影响区的晶粒尺寸在离焦量为−3 mm时达到最大,为10.67 μm。在不同激光功率和离焦量下,焊接接头的显微硬度值存在上下浮动,焊接接头各区的显微硬度分布规律基本一致,以焊缝为中心,两侧趋于对称分布。硬度分布规律如下:焊缝区硬度>母材区硬度>热影响区硬度。结论 在本实验条件下,与离焦量相比,激光功率对焊接接头显微组织及拉伸强度的影响更大。在焊接速度为150 mm/min条件下,设置激光功率为4 100 W、离焦量为−2 mm,此时抗拉强度最大,为1 715 MPa,达到母材抗拉强度的85%。     

辉光等离子渗氮对纯钛铸件表面性能的影响

使用NH3在氮化炉中对纯钛铸件进行辉光等离子渗氮。分别应用X线衍射仪XRD、显微硬度计、扫描电镜、摩擦磨损实验及电化学实验研究等离子渗氮对纯钛铸件机械性能、摩擦学性能、耐腐蚀性的影响。铸造纯钛表面氮化处理后,颜色呈暗金黄色,表面由TiN、Ti2N相及氮在钛中的固溶体α-Ti(N)组成,显微硬度、耐磨性显著提高,在人工唾液中的耐腐蚀性亦明显提高。     

室温90°模具ECAP变形工业纯钛的力学性能

采用两通道夹角Φ=90°,外圆角Ψ=20°的模具,在室温,以C方式(两次挤压道次之间试样绕纵轴旋转180°)对工业纯钛进行了4道次ECAP(Equal Channel Angular Pressing)变形,成功制得表面光滑无裂纹试样,并对其力学性能和微观组织进行了检测分析.结果表明,工业纯钛经室温4道次ECAP变形后,原始晶粒细化到170 nm左右,显微维氏硬度和抗拉强度分别由1 792 MPa、438 MPa提高到2 486 MPa、728 MPa,且保持良好的塑性,断后伸长率为21.4%.     

TA2纯钛板钨极氩弧焊接接头组织与性能

本文研究了不同焊接工艺下焊缝及热影响区的微观组织特征,以分析焊接接头的力学性能。结果表明焊缝组织为锯齿状α相、板条α相及少量针状马氏体,并得到焊接最佳工艺为焊接电流85A,焊接速度0．5cm／s,主喷嘴氩气流量20L／min,拖罩氩气流量12L／min,双面焊接。此焊接工艺下得到的焊接接头抗拉强度达到母材的99．55％,延伸率达到母材的70％。文中还探讨了焊后热处理对焊接组织与性能的影响,结果表明焊后热处理可以提高焊接接头的塑性,可以调整焊接接头的综合力学性能,使其达到使用标准。     

热处理对激光金属成形DZ125L高温合金组织及硬度的影响

研究激光金属成形DZ125L高温合金的组织,其形成的非平衡组织致密,一次枝晶间距约5μm;生成的过饱和固溶体抑制γ′相析出,且晶界析出点状不连续MC碳化物。这无法满足高温合金直接使用要求,需进行必要热处理。因此研究了5种热处理状态下的组织和显微硬度,结果表明均匀化和固溶处理十分必要,但需严格控制时间;时效处理时间可以适当减少。经过热处理试样的硬度比未经过过热处理试样硬度低,主要原因是激光金属成形组织细密,晶界析出大量强化相MC碳化物。     

激光功率对激光-电弧复合横焊焊缝成形的影响

以10CrNiMoV钢为对象,借助焊缝成形参数评价激光-电弧复合横焊焊缝的成形特征,研究了激光功率对激光-电弧复合横焊焊缝成形的影响规律。结果表明,激光能显著增强焊接电弧稳定性;随着激光功率的增加,熔池液态金属的下淌程度呈现先降低、后激增的变化趋势。     

线能量对铝/钢双光束激光焊接接头组织及性能的影响

为了研究线能量对铝钢异种金属双光束激光焊接接头组织和性能的影响,本工作通过激光双光束铝钢搭接焊工艺优化实验,获取了焊接工艺窗口,研究了焊接线能量与焊缝成形、显微组织和接头性能的关系.结果表明:不同焊接速度下,线能量过大或过小将导致焊缝出现坑洞或未连接,焊接速度超过0.05 m/s时,线能量的最高值和最低值基本维持不变,且线能量与熔深成正比,与熔宽无相关性.低线能量的焊接接头的抗剪切力为130.70 N/mm,断裂位置位于铝合金焊缝,而高线能量的焊接接头的抗剪切力仅有35.76 N/mm,断裂位置位于铝钢界面焊缝.低线能量接头的显微组织为板条马氏体,显微硬度的最高和最低值分别位于热影响区和焊缝中心,而高线能量接头的显微组织为粗大柱状晶或片状马氏体,显微硬度的最低值位于熔合区.在低线能量和高线能量接头处,主、辅助光束共同作用面积分别占整个焊缝截面积的1/3和2/3.     

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...     

超声振动对EA4T钢激光熔覆质量和性能的影响

采用超声振动辅助激光熔覆对EA4T钢表面进行修复,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD),对比分析超声振动对EA4T钢激光熔覆成形质量、微观组织和物相组成的影响,通过显微硬度仪对熔覆层和基体的显微硬度进行测试。结果表明:超声振动作用下,熔覆层成形质量得到提高,原来方向性较强的枝晶组织被打断、打碎,枝晶偏析程度显著减轻;与此同时,施加超声振动晶粒得到细化,促进Cr₂₃C_6碳化物在枝晶上析出,但并未改变熔覆层物相组成;相比较未施加超声振动,超声振动作用下的熔覆层显微硬度分布更加均匀,平均显微硬度提高126.2HV_0.2,热影响区平均显微硬度下降31.2HV_0.2。     

激光功率对钛合金双侧同步焊接温度场的影响

为研究激光功率对TC4钛合金T型结构双激光束双侧同步焊接温度场的影响,针对TC4钛合金T型结构的双激光束双侧同步焊接过程,建立了相应的有限元模型,利用有限元分析软件进行了焊接过程温度场的计算,研究了激光功率对熔池形状的影响规律,并对不同激光功率下的温度场进行了分析.结果表明:随着激光功率的增加,熔池的熔深、熔宽均有所增...     

TWIP钢激光拼焊板的力学性能及微观组织分析

为评价TWIP钢的焊接性能,对1.2 mm厚的Fe-Mn-C系TWIP钢进行了激光拼焊实验,用线扫描分析了锰元素的分布,对拼焊板进行了拉伸试验,用扫描电镜观察了拉伸断口形貌,采用背散射电子分析技术分析了拉伸前后的组织变化及孪晶形成,测试了维氏硬度的分布曲线.实验结果表明:焊缝区未发生Mn元素的挥发,室温下为显著的柱状枝晶铸态组织;断裂发生在存在气孔等微小缺陷的焊缝区,拼焊板强度与母材接近,韧性显著降低;拉伸过程中有大量的形变孪晶形成,拉伸前后均为全奥氏体组织.     

球形分流对等通道转角挤压工业纯铝组织性能的影响

基于传统等通道转角挤压(Equal Channel Angular Extrusion, ECAE)的变形原理,开发设计出一种具有球形空腔结构的新型复合大塑性变形工艺——等通道球形转角挤压(Equal Channel Angular Extrusion with Spherical Cavity, ECAE-SC)。以ECAE工艺为对比参照,开展了室温条件下工业纯铝单道次ECAE-SC挤压实验研究,进行了金相显微分析、显微硬度测试和球-面接触往复式摩擦磨损试验,获得了变形材料的显微组织、显微硬度、摩擦系数、磨损率和三维磨损形貌等特征参数.研究表明:ECAE-SC球形转角的圆滑过渡可大幅提高模具外角处金属的流动性,有效避免产生传统ECAE单道次变形“死区”,挤出试样头部翘曲现象得到显著改善;室温单道次ECAE-SC变形后,工业纯铝晶粒细化明显,显微硬度值由初始36.6HV增加至58.7HV,比同条件下ECAE变形试样(52.8HV)提高了11.2%;ECAE-SC变形材料耐磨性能最好,并表现出良好的摩擦磨损稳定性,磨损机制从磨粒磨损和氧化剥层磨损为主导的混合磨损机制转变为以磨粒磨损为主导的磨损机制。     

TC4钛合金激光焊接/超塑成形组合工艺研究

本文将超塑成形(SPF)和激光焊接技术(LW)相结合,开发激光焊接/超塑成形组合工艺(LW/SPF),研究TC4钛合金激光叠焊接头的超塑性变形行为,并对超塑性变形前后的显微组织进行分析.结果表明,TC4钛合金激光叠焊接头能够承受焊板的变形,试样在母材断裂,并通过四层板的模拟件研制验证了超塑成形/激光焊组合工艺工业应用的可行性.     

690 MPa级低合金高强钢焊接接头组织性能

为探讨690 MPa级低合金高强钢焊接接头组织与性能的关系,采用手工电弧焊(SMAW)和埋弧焊(SAW)获得成形良好的焊接接头,经过拉伸、冲击、弯曲试验及光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析,对两种焊接方法的接头组织性能进行研究.结果表明:两种焊接方法的焊缝组织主要为板条状贝氏体和少量针状铁素体,粗晶区为粗大贝氏体和少量马氏体;焊缝中含有大量分布均匀的微小球形夹杂物;两种焊接方法所得焊接接头都具有较高力学性能,-50℃的冲击断口形貌为韧窝、准解理混合型;埋弧焊焊缝冲击韧性低于手工电弧焊,手工电弧焊熔合线处冲击吸收功小于埋弧焊,但随距熔合线距离增加其值增加更快.显微组织和夹杂物是影响接头性能的主要因素.     

退火处理对激光沉积制造TC4钛合金组织及力学性能影响EI北大核心CSCD

以TC4球形粉末为原料,采用激光沉积制造技术制备TC4钛合金厚壁件。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法研究了退火处理对激光沉积制造TC4显微组织及力学性能的影响。结果表明:试样经α+β两相区退火处理后,显微组织为网篮组织,经β单相区退火后,组织转变为魏氏组织;退火试样力学性能仍存在各向异性:Z向试样强度较低,塑性较好,而XY向试样强度高,塑性较差,退火温度对试样的各向异性具有明显影响;XY向试样拉伸性能存在较明显的分散性;α+β两相区退火处理后两个方向上均为韧性断裂,β单相区退火处理后试样强度与塑性大幅下降,且XY向试样为脆性断裂。     

激光喷丸强化对半圆孔件疲劳寿命的影响

为研究激光喷丸强化对7075-T6铝合金半圆孔件疲劳寿命的影响,对激光喷丸与未喷丸的试样进行了对比试验,利用X射线应力仪测定其表面残余应力,并对试样进行疲劳拉伸试验.用扫描电镜观察了两类试样疲劳断口的形貌,并采用数理统计方法对其疲劳寿命进行分析.研究表明:经激光喷丸处理区域,表面存在较大的残余压应力,幅值为310 MPa;未喷丸试样疲劳裂纹条带的宽度为0.7~0.8μm,而喷丸试样疲劳裂纹条带的宽度为0.3~0.4μm,说明喷丸试样裂纹扩展的速度比未喷丸试样慢很多;激光喷丸后半圆孔件的疲劳寿命比未喷丸的疲劳寿命提高了2.8~7.2倍.