中间层对Ni-Cr-W高温合金扩散连接界面组织的影响

为研究新型Ni-Cr-W合金的扩散连接界面组织特征,采用Cu、Ni、Cu/Ni/Cu箔作中间层,在950℃、30 MPa、45 min条件下利用真空扩散连接技术对此合金进行了焊接,并与直接扩散连接形成对比,分析了不同中间层材料对新型Ni基合金扩散连接界面显微组织及元素扩散浓度分布的影响.结果表明:直接扩散连接接头处存在明显的孔洞及二次碳化物M23C6,阻碍了元素的充分扩散,连接界面质量较差;采用Cu箔中间层时,界面连接良好且形成了厚度为1.3μm的反应层;以Ni箔作中间层时,扩散界面连接良好但无明显反应层存在;而以Cu/Ni/Cu作中间层时,Ni-Cr-W/Cu界面上有较薄反应层生成,Cu/Ni界面则形成厚度达9μm的无限固溶体层,对比分析表明,高温合金晶界处M23C6的大量析出严重阻碍了Cu原子的扩散.     

高比重合金显微组织,性能与工艺

阐述了高比重合金的显微组织与性能的关系，着重讨论了Ｗ晶粒大小，Ｗ颗粒连接度。Ｗ相含量，组织均匀性，孔隙大小和孔隙度，界面杂质偏析与第二相析出等对合金性能的影响。通过工艺的改进可以改变显微结构，从而改进合金的性能。     

铝/镁异种合金磁脉冲焊接接头组织与性能研究

本工作采用磁脉冲焊接方法实现了铝/镁异种合金的连接,并通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射和拉伸试验等分析方法对不同放电能量下的接头微观组织及力学性能进行研究。结果表明,铝/镁异种合金焊接接头界面呈现波形界面和平直界面,且随着放电能量的增加,界面的有效结合区宽度逐渐增加,最大达到了2.87 mm;波形界面的特征越明显,接头的力学性能越高;当放电能量为30 kJ时,波形界面的波长为62.7μm,波幅为9.1μm,接头拉剪力最大,达4 679.5 N。断口形貌分析结果表明,焊缝由内、外两个椭圆环组成;内环形貌呈密集的颗粒与空洞混合结构,外环形貌为条纹状结构。机械互锁和冶金结合同时存在的波状结构界面是获得力学性能优异的铝/镁异种合金磁脉冲焊接接头的关键。     

IC-6合金TLP连接接头组织对高温拉伸性能的影响

研究了采用镍基含硼中间层合金在１２２０℃保温不同时间连接ＩＣ－６合金时,接头９００℃拉伸性能的变化。结果表明接头拉伸强度并未随扩散时间延长而不断提高。从断口 分析可知,焊缝组织中的晶界强度和近缝区硼化物的形态、分布及数量决定了接头的拉伸强度和塑性。焊缝中的晶界强度高,裂纹沿晶界扩展至不利取向,转而沿近缝区硼化物扩展,断口上沿晶断裂所占区域少,对应接头强度较高,且具有一定的塑性。若晶界强度低,断口上主要表现为沿晶断裂,接头强度较低,且塑性差,在外应力作用下,硼化物发生脆性解理或由于与基体结合力低而脱开,其周围的包膜可以缓解硼化物上的应力集中使裂纹扩展需要的应变能增加。     

Ti_3Al和Ti_2AlNb合金扩散连接界面的组织及力学性能

采用直接扩散连接Ti3Al和Ti2AlNb合金,研究了连接压力、连接温度、保温时间等工艺参数对接头界面组织形貌及性能的影响。利用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等方法观察分析了界面组织结构,并测试了接头的力学性能。结果表明:直接固相扩散连接接头的典型组织为Ti3Al/O相+α2相过渡层/富B2层/Ti2AlNb。当连接温度为1000℃,保温时间60min,连接压力为5MPa时获得的接头室温抗剪强度为635MPa,室温抗拉强度为795MPa,均断裂于Ti3Al母材一侧。经1000℃/60min热循环后Ti3Al母材的抗拉强度下降至原始母材的76%。连接温度低于950℃或保温时间小于60min会导致未焊合等缺陷;温度高于1050℃或保温时间超过120min则导致Ti3Al发生相变。     

碳含量对Mo-W-Co合金组织与性能的影响

采用粉末冶金技术,在 Mo-W-Co 合金中添加不同质量分数的碳,研究碳含量对 Mo-W-Co 合金组织性能的影响。实验结果表明：碳含量对合金硬度的影响不大;在一定范围内,Mo-W-Co 合金的塑性随合金碳含量的增加呈先增后减趋势,碳含量为1%时合金塑性最好;在真空烧结过程中,碳和基体钼形成影响合金组织与性能的关键相 Mo2 C。     

加工工艺对新锆合金性能影响

对3种加工工艺轧制的新锆合金板材的性能进行了研究,主要包括室温拉伸试验、高温拉伸试验、高温蒸汽腐蚀试验、吸氢试验等.结果表明,板坯经β淬火后在较低温度下的热轧可获得良好的综合机械性能.弥散分布的第二相和过饱和α固溶体是新锆合金板材获得良好综合性能的组织基础.     

控温铸型连铸Cu-Ni-Si合金的加工工艺与组织性能的关系及其机理

采用控温铸型连铸(temperature controlled mold continuous casting,TCMCC)技术制备C70250铜合金带坯,对带坯进行冷轧及不同温度和时间的时效处理,研究加工工艺与微观组织、力学性能及导电性能的关系,并揭示其机理。结果表明:TCMCC制备的C70250铜合金带坯具有粗大的柱状晶组织,横向晶界较少,经变形量97.5%的冷轧后形成了沿轧向的纤维条带状组织。当时效温度为450℃、时效时间为60min时,合金的抗拉强度为758MPa、导电率为54.5%IACS;与传统制备工艺相比,抗拉强度提高了5.3%,导电率提高了36.3%,实现了强度和导电率的同步提升。该条件下合金保留了纤维条带状组织并均匀析出了大量尺寸为6~10nm的Ni2Si相,通过加工硬化和Orowan强化共同作用提高了合金的强度;且溶质原子得到充分析出,横向晶界较少,显著提高了C70250铜合金的导电性能。     

GH4169合金细晶棒材的连轧工艺及其组织与性能

介绍了最新引进的我国第一套高合金钢连轧生产线及其所生产的GH4169合金φ20~φ55mm热轧细晶棒材的组织与性能。与传统的横列式轧机轧制的同规格棒材相比,该连轧工艺更易于获得晶粒均匀、适量δ相合理分布的细晶棒材;在所研究的规格范围内,晶粒度可稳定控制在10级左右,且工艺更稳定可控。因而,其轧棒具有更优良稳定的综合性能。同时产品尺寸精度和成材率均有较大幅度的提高。     

625合金冷轧板的组织和性能

设计及制备了2 mm厚625合金冷轧板。对国产及进口625合金冷轧板的化学成分、常温力学性能、金相组织、杯突值、应变硬化指数、腐蚀性能及焊接性能进行了对比测试。结果表明:国产板材各项性能指标均达到ASME SB 443标准及工程指标要求,与进口板材相当,可以替代进口产品用于相关设备的生产及制造。     

铝合金6082和5083 MIG焊接头的微观组织和性能

对高速列车车体常用铝合金6082与5083板材进行熔化极氩弧焊(MIG)对接,利用光学显微镜和扫描电镜分析异种材料焊接接头的显微组织特点,利用显微硬度计、拉伸试验机和电化学工作站对接头的力学性能和耐腐蚀性能进行测试和分析。研究结果表明,焊缝成型良好,焊缝区由细小的胞状树枝晶和等轴晶构成,熔合线附近为粗大的柱状晶;焊接接头抗拉强度为199.92 MPa,断后伸长率为5.18%,断裂位置在铝合金6082的焊接热影响区(HAZ),为韧性断裂,接头的正弯性能较差,背弯性能良好;铝合金5083侧的热影响区宽为4mm,6082侧的热影响区宽为15mm,接头两侧的硬度分布有明显差别,在6082侧距焊缝中心12.5mm的显微硬度最低为63HV;6082-5083异种铝合金焊缝的耐蚀性能优于母材5083,但比母材6082差。     

不同填充材料下316LN/Inconel 718异种激光焊接头的显微组织与力学性能

目的研究不同填充材料下316LN/Inconel 718异种激光焊接接头的显微组织、显微硬度及室温拉伸性能。方法分别对316LN/Inconel 718异种材料在不填充焊丝、填充ER316LMn焊丝和填充HGH4169焊丝的情况下进行激光对接试验。采用XJP-2C型倒置光学显微镜观察不同填充材料下接头的显微组织,401MVD型数显显微硬度计测量不同填充材料下接头显微硬度,WDW-100型万能电子试验机测量不同填充材料下接头的室温拉伸抗拉强度,最终,对不同填充材料下316LN/Inconel718激光焊接接头的显微组织和力学性能进行对比分析。结果不填充焊丝与填充ER316LMn焊丝时,可获得外观成形良好的焊接接头;填充HGH4169焊丝时,接头外观成形稍差,但力学性能较好;不填充焊丝时,焊缝组织主要为柱状树枝晶、胞状晶和等轴树枝晶,填充焊丝时,焊缝组织主要为柱状树枝晶和胞状晶。填充焊丝和不填充焊丝情况下,316LN侧熔合区均会产生分层现象,而Inconel 718侧熔合区分层现象则不明显;当填充HGH4169焊丝时,焊缝的显微硬度值与抗拉强度值最大,焊缝填充ER316LMn焊丝时次之,不填充焊丝时最小。接头抗拉强度最大值为764.59 MPa,接头断裂方式为典型的韧性断裂。结论填充焊丝较不填充焊丝时,接头的力学性能有所提高,且填充HGH4169焊丝时,接头的力学性能达到最佳,但焊缝的宏观成形难以控制。     

Mg/Al异种材料搅拌摩擦连接金属材料流动研究

采用切片法,对3mm厚2024铝合金和AZ31镁合金异种金属搅拌摩擦连接对接接头从截面和表面两个方向逐步层切,对每一截面抛光、腐蚀、拍照,并通过二维图像对接头进行了简单的三维重构,从而确定了3mm厚铝/镁合金异种搅拌摩擦连接接头的金属材料流动状况。结果表明,接头垂直方向不同层面的金属流动模式不同,同一层面前进侧和后退侧关于对接中心线材料流动也不对称。锯齿间距等于进给速度和搅拌头转速的比值表明,搅拌头每旋转一周,材料在搅拌头后部完成一次堆积。接头中下部的孔洞缺陷是由材料流动不充分造成的。低转速进给速度比的工艺参数使得材料流动主要发生在水平层面。     

异种铝合金回填式搅拌摩擦点焊工艺的研究

目的 研究搅拌头转速和轴套下压量对异质铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头的组织及力学性能的影响。方法 采用回填式搅拌摩擦点焊技术对7050铝合金和2524铝合金进行搭接焊试验,焊接完成后利用光镜、体式显微镜、扫描电镜对组织进行观察,另外,测试拉伸剪切载荷和显微硬度分布,最后对断裂行为进行了研究。结果 接头区域可以分为焊核区、热力影响区、热影响区、母材4个区域,焊核区晶粒呈细小等轴状,热力影响区晶粒呈粗大长条状。随搅拌头转速的增大,拉剪载荷降低,当转速为1500 r/min时拉剪载荷值最高,其值为7.499 44 kN。热影响区的显微硬度比母材低,最小值为HV106。接头的断裂方式可以分为剪切型断裂、塞型断裂、剪切-半环型断裂。结论 在一定工艺参数范围内,通过适当降低搅拌头转速能显著提高接头的拉剪载荷,轴套下压量对接头的断裂方式影响显著。     

Al/Mg异种金属板材电磁脉冲焊接工艺及力学性能研究

目的 研究不同工艺参数下铝合金-镁合金磁脉冲焊接接头的微观组织和力学性能.方法 利用磁脉冲焊接技术对厚度为1.5 mm的7075铝合金板材和AZ31镁合金板材进行焊接,利用金相显微镜、扫描电子显微镜和万能试验机对焊接接头的微观形貌和力学性能进行测试和分析.结果 随着焊接时放电能量的增加,焊接接头的最大拉伸-剪切力呈先增...     

活性钎焊法连接碳化硅陶瓷的连接强度和微观结构

采用三元Ag-Cu-Ti活性焊料连接常压烧结碳化硅陶瓷,研究了反应温度、保温时间等钎焊工艺对碳化硅陶瓷连接强度的影响,分析了连接界面的微观结构和反应产物. 实验结果表明,在实验范围内,钎焊温度和保温时间对碳化硅陶瓷的连接强度均有峰值,四点弯曲强度最高达到342MPa,随着钎焊温度的升高,界面反应层厚度增加,连接强度提高,但过高的钎焊温度引起焊料的挥发而使连接强度下降. 焊料中的活性元素Ti与碳化硅发生反应在连接界面形成均匀致密的反应层,反应层厚度约1μm,XRD和EDX能谱分析结果表明反应产物是TiC和Ti₅Si₃.     

5083/6063异种铝合金焊接头的低温拉伸性能研究

采用拉伸试验机,研究了5083/6063异种铝合金对接焊焊接头低温拉伸力学性能,通过扫描电子显微镜,对拉伸断口的组织形貌进行了观察分析。研究结果表明:实验温度为298 K、113 K、77 K时,抗拉强度依次为129 MPa、175 MPa、220.5 MPa,抗拉强度随温度降低而增大,延伸率随温度降低有稍微提高。对低温断口的微观形貌分析,断口呈现韧窝形貌,断口分析为韧性断裂。     

汽车用高强度TRIP钢组织性能及成形工艺

概述了高强度TRIP钢对汽车轻量化的作用及TRIP钢的显微组织对其性能的影响,探讨了铁素体、贝氏体、残余奥氏体的含量对TRIP钢性能的影响规律,以及设备、模具和成形工艺参数的选择原则。结果表明,TRIP钢中铁素体可以提高铜的塑性,贝氏体可以提高强度和韧性,而当残余奥氏体的体积分数大于8％时,产生TRIP效应,并提高了钢的综合性能;以上组织的获得,应在成形时控制成形设备的能量、栽荷、速度、时间等工艺参数。     

C合金化对AlCrFeCoNi2.1共晶高熵合金微观组织和拉伸性能的影响

目的 为了显著提高AlCrFeCoNi2.1共晶高熵合金的室温力学性能,利用C合金化的方法研究不同碳含量对微观组织和室温拉伸性能的作用规律。方法 采用电弧熔炼–滴铸方法制备了不同C含量的(AlCrFeCoNi2.1)–x%C(x=0、1、2、3,原子数分数)共晶高熵合金,利用XRD、SEM和EDS等手段研究了不同C含量下微观组织、相结构和拉伸性能的变化规律。结果 添加C元素后,合金未形成新相,仍然由FCC相和B2相组成,但其微观组织呈现出由层片状向树枝晶转变的特征。随着C含量的增加,屈服强度和抗拉强度增大,但伸长率有一定的降低,其中(AlCrFeCoNi2.1)–3%C(原子数分数)合金的屈服强度可达到791 MPa,抗拉强度可达到1 332 MPa,同时伸长率仍有6.1%,与AlCrFeCoNi2.1合金相比,屈服强度和抗拉强度分别提高了99 MPa和296 MPa。结论 该强化效果主要来源于C原子的固溶强化作用和微观结构的改变。     

5052/6061异种铝合金薄板搅拌摩擦焊接工艺研究

目的 研究焊接速度、搅拌头旋转速度和下压量对异种铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能的影响,找出最佳工艺参数,从而进一步提高接头的力学性能。方法 采用正交实验法对1.5 mm厚5052/6061异种铝合金搅拌摩擦焊接进行实验设计,焊接完成后,观察焊缝宏观形貌,然后将试件制成标准拉伸试样进行拉伸实验,拉伸实验完成后用扫描电镜观察焊接接头的断口形貌,最后运用极差分析法和方差分析法分别对实验结果进行分析。结果 在选取的工艺参数范围内,搅拌头旋转速度影响最大,其次是焊接速度,下压量影响最小。当焊接速度为120 mm/min、转速为1400 r/min、下压量为1.5 mm时,接头抗拉强度达到了最大值194 MPa,伸长率也达到了最大值9.62%。结论 在一定工艺参数范围内,提高焊接速度或搅拌头的旋转速度能显著提高接头的力学性能,而下压量对接头力学性能影响不显著。