TWIP钢激光焊接接头组织性能及断裂行为

采用激光焊接方法对Fe-Mn-Al-Si系TWIP钢进行焊接,观察和测定了接头的微观组织和硬度,研究了接头的拉伸、冲击性能及断裂行为。结果表明,在拟定焊接工艺下,TWIP钢接头无明显热影响区,焊缝区晶粒发生细化且平均硬度值最大;接头伸长率低于母材,拉伸断裂发生在母材区域;TWIP钢在-196℃以上温度区间均表现出良好的冲击韧性;接头在-117℃以上温度区间的冲击性能与母材相当,但在-196℃时,接头的冲击吸收功大幅下降,断口上观察到脆性断裂特征。     

TWIP钢TIG焊接接头的组织与性能

研究了TWIP(21Mn24Cr5Ni2Al2Si)钢冷轧板手工TIG焊接后的焊接接头组织和力学性能。结果表明,焊接接头和母材组织均为单一奥氏体,且不形成孪晶,拉伸后的组织有少量形变孪晶。母材的抗拉强度和显微硬度远高于焊接接头,母材伸长率略低于焊接接头;母材断口为准解理断裂,无缩颈;焊接接头为韧窝型韧性断裂,有明显缩颈。母材和焊接接头的性能有巨大差异,且TWIP效应不明显,有必要对其整体进行固溶处理。     

光纤激光焊接950 MPa级车用TWIP钢接头组织和性能

对950 MPa级车用孪生诱发塑性钢(TWIP950)板材进行光纤激光对接焊,分析接头微观组织和微区成分,进行显微硬度测试和室温拉伸试验,研究其不同应变速率下的拉伸性能及断裂行为． 结果表明,焊缝区奥氏体组织粗化和锰元素烧损导致其出现硬度低于母材的软化现象,而热影响区发生硬化现象． 随应变速率增加,母材与焊接接头的抗拉强度由负应变速率敏感性改变为正应变速率敏感性;母材与焊接接头的塑性随应变速率增加呈先下降再升高又下降的变化趋势． 不同应变速率拉伸后接头均断裂在焊缝区,随应变速率增加,接头韧性断裂特征未见明显变化．     

Mn含量对热轧TWIP钢组织性能的影响

利用室温冲击试验、拉伸试验、扫描电镜和透射电镜等研究了Mn含量对热轧孪生诱发塑性(TWIP)钢显微组织和力学性能的影响.结果 表明:随着Mn含量的增加,试验钢的冲击吸收能量增加,抗拉强度逐渐降低,伸长率有所增加,孪晶的尺寸也得到细化.     

异种高强度车身钢激光焊接接头组织及性能

采用扫描电镜、硬度计和拉伸试验机对DP980/HSLA异种高强度车身钢板激光焊接接头组织及力学性能进行研究。结果表明,在异种钢板焊接接头熔合区生成了马氏体组织。在靠近DP980钢一侧热影响区生成了回火马氏体,靠近HSLA钢一侧热影响区生成了马氏体和贝氏体的混合组织。在拉伸载荷下,断裂发生于HSLA钢母材,说明接头力学性能优越。     

CO2激光焊接600 MPa DP钢接头组织与性能

采用CO2激光对抗拉强度为600MPa,厚度1.4mm的DP钢进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响、接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.结果表明,激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,焊接速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝区组织主要由马氏体构成,从焊缝、焊接热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝出现马氏体组织,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

C-Mn钢焊接接头的解理断裂行为的研究

测定不同φ（焊缝）的C－Mn钢焊接接头Charpy-V冲击试样、COD裂纹试样的低温断裂参量，φ（焊缝）小于一定值时，解理裂纹起裂于母材各区，韧性用σf/σy较小的分散带表征；当φ（焊缝）大于一定值时，解理裂纹起到焊缝粗晶区，韧性用相应的σf/σy较窄的分散带表征。焊接接头的解理断裂由脆性相开裂形成微裂纹，在外加主应力达到解理断裂应力σf时导致解理断裂。     

Hastelloy C-276薄板激光焊接接头疲劳性能EI北大核心CSCD

对0.5 mm厚Hastelloy C-276薄板激光焊接接头进行疲劳试验,结合应力-寿命(S-N)曲线和疲劳断口形貌,研究母材及焊接接头的疲劳性能,分析母材和焊接接头的疲劳断裂机理。结果表明:0.5 mm Hastelloy C-276薄板焊接接头和母材的S-N曲线斜率基本相同,焊接接头疲劳性能和母材的基本相当;母材疲劳断口疲劳裂纹起源于试样侧表面,主要沿宽度方向扩展,随着应力的减小,疲劳源数目减少,疲劳裂纹扩展速率减小;焊接接头在母材和焊缝处随机断裂,焊接接头母材区断口形貌和母材断口形貌基本一致,而焊接接头焊缝区断口的疲劳裂纹起源于侧表面棱角处和焊缝表面,焊缝表面是主要疲劳源,裂纹主要沿厚度方向进行扩展,疲劳裂纹扩展区呈现出准解理断裂特征。     

Nd:YAG激光焊接800 MPa TRIP钢的接头组织与性能

采用Nd:YAG激光对强度为800MPa,厚度为1.2mm的TRIP钢板进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响及接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝组织主要由马氏体构成,从焊缝、热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝中出现马氏体,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

42CrMo钢伞形齿轮轴窄间隙激光焊接接头组织与性能

螺旋伞形齿轮的整体制造存在很大困难,通常采用分体加工,然后进行焊接.针对重型机械用伞形齿轮轴的连接,研究了调质状态下42CrMo钢窄间隙激光填充焊丝焊接接头的金相组织和显微硬度,并对接头力学性能进行了分析.试验采用3 500 W Slab CO2激光器,填充焊丝为TGS-2CM.结果表明,在无预热和焊后热处理情况下,采用合适的激光焊接工艺参数可以避免裂纹、气孔等缺陷的产生;焊缝和热影响区的金相组织主要为细小的贝氏体组织,熔合区的显微硬度约为580 HV 0.2,热影响区中不存在明显的软化区;接头抗拉强度在980～1 080 MPa之间,与母材相当满足使用要求.     

钛及钛合金焊接接头的组织、性能和断裂特性

研究了钛及钛合金经钨极氩弧焊焊接接头的显微组织、力学性能和冲击断裂特征。焊缝区的显微组织为片状或针状α组织,接头强度可达到基材水平,并有较高的塑性和韧性,冲击断裂特征主要是塑性断裂。     

聚变堆用CLAM钢激光焊接接头显微组织及性能

对聚变堆用CLAM钢进行了激光焊接试验,并对接头进行740℃/1 h焊后回火处理,分别对热处理前、后接头的显微组织及性能进行了研究.结果表明,获得了成形良好、无缺陷的焊接接头;焊态下,焊缝由淬硬的板条马氏体和大量的δ铁素体组织组成.完全淬火区由板条马氏体和极少量的δ铁素体组成,其硬度高达545 HV;焊后热处理使焊缝及完全淬火区的板条马氏体分别转变为碳化物弥散分布的回火马氏体和回火索氏体组织.显著降低了接头的淬硬程度,最大硬度仅比母材高约15%;焊后回火热处理前、后接头的抗拉强度均高于基体母材,虽然焊后热处理使接头强度有所降低,但仍达到原始母材的98%以上.     

Fe-22Mn TRIP/TWIP钢拉伸过程组织、性能及晶体学行为分析

对Fe-22Mn-3Si-2Al高锰TRIP/TWIP钢拉伸变形后的组织、性能特点进行研究,利用EBSD技术分析了形变过程中马氏体相变的晶体学特点.结果表明,Fe-22Mn钢形变前含有大量硬度高于奥氏体的热致ε-M;拉伸变形后,热致ε-M转变为α’-M,ε-M与α’-M相变有明显的先后顺序,即具有不同步性.Fe-22Mn钢拉伸时TRIP效应和TWIP效应共存,具有良好的塑性和强度结合,且ε-M没有引起低温脆性.热致ε-M为倾转的基面取向,形变时易发生基面滑移,并发生少量86°<1120>孪晶,在出现30°<0001>误标后与ε-M基体形成93°<7253>取向关系.形变后α’-M取向绕<110>转动,变得漫散,形成"彗星拖尾"现象.同时,形变过程中奥氏体的取向也发生转动,产生绕<110>轴的小角度取向差.此外,原始奥氏体中的大量退火孪晶界对马氏体相变有促进作用.     

基于Dynaform软件的TWIP钢延迟断裂研究

利用Dynaform软件对Fe-Mn-C与Fe-Mn-C-Al两种TWIP钢的凸耳成形过程进行了模拟,对TWIP钢延迟断裂进行了研究。结果表明,Dynaform可准确模拟TWIP钢凸耳成形过程,从模拟的应力分布图可以推断出残余应力是TWIP钢产生延迟断裂现象的主要原因之一,且Al的添加能降低残余应力集中,抑制TWIP钢延迟断裂。     

激光焊接工艺对TRIP590钢焊接接头组织性能的影响

采用三因素、三水平正交实验方法设计激光焊接试验参数,研究了离焦量、焊接功率和焊接速度对TRIP590钢接头组织性能的影响,以断后伸长率为标准,获得了最佳工艺参数为功率2500 W,焊接速度67.7 mm/s,离焦量1 mm。结果表明,当离焦量为负值和零时接头焊缝区域硬度比离焦量为正值时高,此时马氏体的转变较充分,且热影响区马氏体和贝氏体组织较多,但焊接功率较大且焊接速度较低时接头焊缝的宽度无增大趋势,而在较低的焊接功率下,选择合适的离焦量会增大焊接热输入,进而促使焊缝硬度增加,马氏体的转变更加充分。     

TWIP钢拉伸过程中微观组织行为及力学性能分析

以Fe-22Mn高锰钢为研究对象,利用实验方法研究了室温和-70℃环境下该材料拉伸后形变组织形貌、加工硬化行为、强度及塑性。结果表明,在室温环境下,Fe-22Mn钢拉伸形变后发生α′-M相变,存在一定的TRIP效应,微观组织中存在细小形变孪晶,材料的力学性能提高。在-70℃环境下,材料拉伸未发生脆性断裂;由于奥氏体形变孪晶的存在,增加了加工硬化率,提高了材料的力学性能。     

焊接线能量对高强钢焊接接头组织性能的影响

采用1.3、1.6、1.9 kJ/mm 3种不同线能量对960QT钢进行焊接,研究了线能量对960QT钢焊接接头组织和性能的影响。研究表明,随着线能量的增加,焊接接头强度下降,但塑性提高,焊缝冲击韧性变化不大,热影响区冲击韧性先降低后增大,热影响区冲击韧性均高于焊缝。对3种线能量下960QT高强钢的焊接接头进行金相分析,发现焊缝组织主要为针状铁素体和粒状贝氏体。随着线能量的增加,针状铁素体发生粗化,数量相对减少,粒状贝氏体数量增多。焊接接头热影响区的金相组织主要为板条M/B和粒状贝氏体。随着焊接线能量的增大,冷却速率减小,粒状贝氏体组织数量相对增加,而板条贝氏体组织的数量逐渐减少。     

焊接线能量对高强钢焊接接头组织性能的影响

采用1.3、1.6、1.9 kJ/mm 3种不同线能量对960QT钢进行焊接，研究了线能量对960QT钢焊接接头组织和性能的影响。研究表明，随着线能量的增加，焊接接头强度下降，但塑性提高，焊缝冲击韧性变化不大，热影响区冲击韧性先降低后增大，热影响区冲击韧性均高于焊缝。对3种线能量下960QT高强钢的焊接接头进行金相分析，发现焊缝组织主要为针状铁素体和粒状贝氏体。随着线能量的增加，针状铁素体发生粗化，数量相对减少，粒状贝氏体数量增多。焊接接头热影响区的金相组织主要为板条M/B和粒状贝氏体。随着焊接线能量的增大，冷却速率减小，粒状贝氏体组织数量相对增加，而板条贝氏体组织的数量逐渐减少。     

TWIP钢焊接后的组织和力学性能研究

试验研究了孪晶诱导塑性钢(TWIP钢)经手工钨极氩弧焊接后的金相组织和力学性能.试验结果表明:试样焊接区与基体区金相组织的不同造成焊接后断裂延伸率降低;拉伸应变时断裂易发生在试样的焊缝区域;拉伸后基体和焊缝区的显微硬度有所上升.     

汽车用TWIP1000钢的组织和性能

通过金相检验、单轴拉伸试验、极限拉深试验及杯突试验研究了第二代先进高强度TWIP1000钢的显微组织、力学性能和胀形性能,并与第一代先进高强度DP600钢的组织和性能进行了对比。结果表明:TWIP1000钢的室温组织为奥氏体,奥氏体晶粒直径为5～15μm,DP600钢的室温组织由铁素体和马氏体组成; TWIP1000钢的抗拉强度为977 MPa,屈服强度为501 MPa,断后伸长率为62. 3%,应变硬化指数为0. 33;而DP600钢的抗拉强度为624 MPa,屈服强度为391 MPa,断后伸长率为28. 1%,应变硬化指数为0. 17,TWIP1000钢的力学性能显著优于DP600钢。此外,TWIP1000钢和DP600钢的极限拉深比分别为2. 31和2. 24,二者差异不明显。所有TWIP1000钢杯突试验的试样都未破裂,而DP600钢的平均杯突值为14. 51 mm,说明TWIP1000钢板的胀形性能优于DP600钢板。