焊接热循环及时效处理对一种Ni-Fe基高温合金的组织和力学性能的影响

采用焊接热模拟实验,研究了焊接热循环对一种700℃超超临界火电机组高温部件候选材料—Ni-Fe基高温合金组织和力学性能的影响.结果表明,固溶态Ni-Fe基高温合金在经过峰值温度为1249℃的焊接热循环后,25和700℃屈服强度和抗拉强度都降低,延伸率升高.对经过焊接热循环后的合金再进行时效处理发现,在25℃时,焊接热循环后再时效样品的屈服强度和抗拉强度与母材时效态相当;在700℃时,焊接热循环后再时效样品的强度高于母材时效态的强度.Ni-Fe基高温合金在高温焊接热循环过程中,强化相γ'以及难溶相MC发生溶解,导致强度下降.经过时效处理后,强化相γ'再次大量析出,同时晶界析出了M23C6.M23C6存在于晶界,并没有造成拉伸性能的弱化.高温焊接热循环使MC发生部分溶解,为M23C6的时效析出提供了C元素.     

00Cr16Sn超纯铁素体不锈钢焊接接头腐蚀性能

采用脉冲钨极氩弧焊工艺,对含锡超纯铁素体不锈钢母材和焊缝的腐蚀性能进行研究.结果表明,焊缝能够获得与母材相当的耐腐蚀性能.含锡超纯铁素体不锈钢通过添加双稳定元素Ti和Nb,形成第二相Ti(C,N)和Nb(C,N),即使在焊接热循环的作用下,未熔解的Ti(C,N)和Nb(C,N)仍然起到细化铁素体晶粒和第二相强化的作用;添加微合金元素Sn,使得冷轧态的母材和焊接接头的耐腐蚀性能均得以提高,并且在焊接接头组织中的锡与Ti(C,N)和Nb(C,N)在晶界形成偏聚的竞争机制,从而得到耐腐蚀性能与母材相当的焊缝组织.     

Sc,La对Al-Mg焊料中杂质元素偏聚的调控作用

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射仪,研究了添加微量钪、镧对铝镁焊料中杂质元素偏聚的调控作用. 结果表明,在铝镁焊料合金凝固过程中,铁、硅等杂质元素在晶界有偏聚效应,添加微量钪、镧可以降低铁、硅杂质在晶界的偏聚浓度. 钪与镧减轻杂质元素在晶界偏聚的效果存在差别,添加钪的合金比添加镧的合金晶界处杂质元素偏聚强度明显减弱. 造成这种差别的原因是,钪、镧对杂质元素偏聚的调控机制不同.     

焊接热循环对连铸钢中心冲击韧度的影响

在连铸10CrNi3MoV低合金高强钢表面和心部位置分别取样,采用焊接热模拟方法,通过夏比冲击吸收功测定、显微组织及晶粒度观察,分别研究了取样位置、热输入、多次焊接热循环等因素对连铸钢中心冲击韧度的影响.试验结果表明,中心偏析恶化了连铸钢中心部位冲击韧度,焊接热循环参数对冲击韧度有较大影响.出现上述现象的物理及冶金因素分别是连铸钢中合金元素特别是C,S元素的偏析及不同焊接热循环条件下,热模拟HAZ具有不同的显微组织及晶粒度.     

Fe-C-Si-Mn晶界多元偏聚研究与热力学分析SCIEI

采用Auger谱仪、二次离子质谱仪(SIMS)对Fe-C-Si-Mn合金(475℃等温处理)原始奥氏体晶界C,Si,Mn元素偏聚进行了研究。根据C,Mn正偏聚,Si负偏聚的实验结果,对晶界碳偏聚偏克分子自由能及活度进行热力学计算,结果表明Si,Mn元素促进碳在晶界的偏聚,并降低了它在晶界上的活度。从而使Fe-C-Si-Mn合金上贝氏体等温C曲线右移的现象得到解释。     

3D ATOM PROBE CHARACTERIZATION OF ALLOYING ELEMENTS PARTITIONING IN CEMENTITE OF A Nb-V MICROALLOYED STEEL

将Nb-V微合金钢在1200 ℃固溶0.5 h后淬火, 然后在450 ℃回火4 h, 结合扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM), 用三维原子探针(3DAP)研究渗碳体内部和渗碳体/基体界面处的元素分布和成分变化. 结果显示, 淬火样品中C原子由于自回火而出现轻微偏聚, 其它合金原子V,Nb, Si, Mn, Mo和Al等分布均匀. 450 ℃回火4 h样品中出现C原子偏聚区, 在该区域内, Mn含量较高, Mo和V轻微偏聚, Si和Al很少, 对应渗碳体析出, Si富集在渗碳体/基体界面处; 另外, 观察到C和V明显偏聚的单原子面, 周围富集Si和Mn, 对应合金碳化物析出初期形成的G.P.区, 成分主要为V4C3.     

Si-Mn-Mo系低碳贝氏体钢焊接热影响区的脆化机理

用焊接热模拟,普通光学金相,透射、扫描电镜及电子探针,X射线和常规拉伸、冲出等手段研究了一种新型Si-Mn-Mo系低碳贝氏体钢焊接热影响区过热区的组织和性能的关系,重点探讨了过热区的脆化机理.结果表明,在焊接热模拟条件下,原始奥氏体晶粒尺寸是影响机械性能的主要因素.少量准下贝氏体与低碳马氏体的混合组织具有最佳的强韧性配合.随线能量增加,影响韧性的主要因素是奥氏体晶粒粗化以及高温时碳原子在奥氏体晶界及其附近的偏聚;而且碳原子的这种偏聚是经过较高线能量热循环后出现沿晶脆性断口的主要原因.粒状贝氏体及粒状组织中的M-A岛不是该钢焊接热影响区过热区脆化的原因.     

Nb-V微合金钢中渗碳体周围元素分布的三维原子探针表征

将Nb-V微合金钢在1200℃同溶0.5 h后淬火,然后在450℃回火4 h,结合扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM),用三维原子探针(3DAP)研究渗碳体内部和渗碳体/基体界面处的元素分布和成分变化.结果显示,淬火样品中C原子由于自回火而出现轻微偏聚,其它合金原子V,Nb,Si,Mn,Mo和Al等分布均匀.450℃回火4 h样品中出现C原子偏聚区,在该区域内,Mn含量较高,Mo和V轻微偏聚,Si和Al很少,对应渗碳体析出,Si富集在渗碳体/基体界面处;另外,观察到C和V明显偏聚的单原子面,周围富集Si和Mn,对应合金碳化物析出初期形成的G.P.区,成分主要为V4C3.     

块体Mg65Cu22Ni3Y10非晶态合金的制备及在焊接中的应用

利用铜模浇铸法制备了厚度为2 mm、成分为Mg65Cu22Ni3Y10块体合金试样,并通过X射线衍射、差热扫描量热仪证实其为完全的非晶态。以镁合金AM60B为母材、2 mm厚的Mg65Cu22Ni3Y10板状非晶态合金为中间层,在420~540℃下进行焊接,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱仪研究了焊接接头的微观形貌和成分分布。结果表明:界面接合良好,未观察到片状夹杂物、气孔及未焊合等缺陷;焊缝区由块状α-Mg相和针状化合物组成,基体中的Al元素通过晶界扩散偏聚到焊缝中,微量Y元素扩散到基体中,有少量的Mn和Cu元素发生偏聚,Ni元素分布均匀,没有发生偏聚现象。     

W4Mo3Cr4VSiN低合金高速钢中马氏体二次硬化的研究

通过透射电子显微镜分析研究了W4Mo3Cr4VSiN(F205）低合金高速钢在1160℃淬火，250－700℃不同温度下回火时马氏体二次硬化的原因、碳化物析出机理。结果表明：在回火温度为350℃时，F205钢从基体中析出大量的Fe3C;520℃时Fe3C消失、重溶；540℃时有类似于Al-Cu合金中的GP区的W、Mo等合金元素与碳原子组成的复合偏聚区存在；560℃时，有面心立方的Mo2C和Cr7C3从基体中弥散析出，与此同时W、Mo等合金元素与碳原子组成的复合偏聚区逐渐减少，使得F205钢二次硬化效应达到了最大值；在700℃左右，Mo2C晶格发生变化（Mo2C(fcc)→Mo2C(hcp））。     

焊接热循环对Ni-Fe基合金高温力学性能的影响

采用焊接热模拟试验,分析了焊接热循环对一种700℃超超临界火电机组高温部件候选材料——Ni-Fe基高温合金组织和高温性能的影响.结果表明,焊接热循环过程使合金中γ'相以及MC碳化物大量固溶.700℃持久试验中HAZ试样在400 MPa的持久断裂时间低于母材,300和350 MPa的持久断裂时间与母材相当.随着持久试验进行,HAZ组织中的晶界逐渐析出M₂₃C₆,晶内重新析出大量γ'相,使HAZ的持久性能逐渐恢复.高温焊接热循环使MC发生部分溶解,为M₂₃C₆在后续持久试验时效中的析出提供了C元素.     

合金元素对AZ31镁合金CO2激光焊质量的影响

采用CO2激光焊对添加不同成分合金压带的AZ31镁合金进行焊接,然后用金相显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机和扫描电镜等手段对焊接接头质量进行检测,综合分析焊接接头的组织与性能,以研究不同合金元素对AZ31镁合金焊接性能的影响.该研究主要比较Al、La合金元素对AZ31焊接性能的影响,结果发现,Al能够细化焊缝晶粒,增加析出相;La因产生偏聚对镁合金的力学性能有不利影响.     

TC4/Ta-W合金异种金属电子束焊接

对TC4/Ta-W合金电子束焊接进行了研究,采用偏向钽钨合金一侧进行焊接的方式进行分析.电子束焊接接头成形良好,在一定偏束量时焊缝中Ta和W元素含量较高,焊缝组织为以β钛为基的固溶体组织,无脆性化合物生成,存在富钽区和贫钽区.焊缝中元素分布不均匀,在偏束量为0.6 mm时焊缝中含钛相对较多,约为60%,而钽钨母材熔化相...     

Ni-Cr-Mo钢原位纳米相对焊接热循环组织的影响

在高强度舰船船体结构钢(Ni-Cr-Mo钢)980基础上,通过降碳、优化合金元素等方法,采用纳米微钛处理方法,从参考钢A制备出新型纳米增强Ni-Cr-Mo钢B。对钢A和钢B进行轧制-调质处理后,在t8/5=80 s条件下进行焊接热循环试验。研究了纳米析出相对模拟焊接热影响区组织的影响。结果表明,钢B在凝固过程和焊接热循环过程中产生大量小尺寸、热稳定性高的析出相粒子,这些析出相有效阻碍了奥氏体晶粒在焊接热循环升温过程中的长大,细化了模拟焊接热影响区的奥氏体晶粒。     

Q345NS钢焊接接头耐硫酸腐蚀特性研究

采用硫酸浸泡实验,研究了Q345NS钢焊接接头耐硫酸腐蚀行为,并对焊接过程中合金元素扩散和耐硫酸腐蚀的行为与机理进行了分析.结果表明:焊接过程中,母材与焊材之间的元素浓度差促使母材中Cr、Cu、Sb等合金元素向焊缝内扩散富集,同时,焊接过程中的高温会促进该进程,导致热影响区靠近母材一侧形成了合金元素贫瘠带;焊缝处高温导...     

EPR法评价HR3C钢焊接接头的晶间腐蚀敏感性

利用电化学动电位再活化法研究了HR3C钢焊接接头的晶间腐蚀敏感性,并通过金相显微镜、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪研究了HR3C钢焊接接头的微观组织.结果表明,HR3C钢焊缝金属和焊接热影响区均为奥氏体+析出相组成,焊接接头具有较低的晶间腐蚀倾向.由于焊缝金属中Cr和Nb等元素含量高及晶界和枝晶界铌、铬元素偏析等原因提高了晶界耐腐蚀性,使其具有优异的抗晶间腐蚀性能;而热影响区由于受焊接热循环作用晶界析出M23C6引起晶界贫铬,具有一定的晶间腐蚀敏感性.     

异材焊接件应力腐蚀原因分析

对7020 +7020和7020 +6082合金板材进行焊接,并对2种焊接接头进行检测。使用光学显微镜对2种焊接板材的熔合区、热影响区及基材进行组织分析;使用SEM对焊接板材进行微观形貌观测和微区成分分析;结合模拟软件对焊接板材进行温度场分析。结果表明:腐蚀现象从热影响区开始,而异材焊接时7020合金一侧温度较高,冷却速率慢,导致晶粒尺寸长大,元素产生偏聚,腐蚀更严重;晶界及亚晶界上析出MgZn₂,与晶粒基体及周围贫化区形成腐蚀微电池,其电位最低优先被腐蚀,导致腐蚀在热影响区发生及扩展,使得7系焊接接头的热影响区对晶间腐蚀最敏感。     

德国4003铁素体不锈钢的焊接

新型铁素体不锈钢材料在车辆上运用越来越广泛,研究其焊接特性对铁路货车制造具有十分重要的意义.通过大量试验,对德国4003材料的焊接性能进行了初步探索,并与国产同类材料进行了比较.结果表明:由于德国4003材料含有较多的Ti元素,在热循环作用下,部分与C、N元素形成弥散分布的化合物,降低了晶粒组织长大,使得切割缝区和焊接接头热影响区的组织细小,接头热影响区冲击韧性值高于国产TCS材料的焊接接头.     

Sn对C-Mn钢焊接组织与脆性的影响

对C-Mn和C-Mn-Sn钢进行了焊接热模拟试验,研究了不同焊接线能量下Sn元素对建筑用钢显微组织、物相组成和韧-脆转变温度的影响,并分析了Sn的晶界偏聚行为及对焊接接头热影响区脆化作用的影响。结果表明,随着焊接线能量的增加,C-Mn和C-Mn-Sn钢的韧-脆转变温度都呈现为先增加而后降低的趋势;焊接线能量为36 kJ/cm时,Sn对焊接热影响区起到了明显的脆化作用,而在焊接线能量为60 kJ/cm和100 k J/cm时,Sn的存在并没有使焊接热影响区明显脆化;当焊接线能量为36 k J/cm时,C-Mn-Sn钢中Sn晶界浓度修正值为0.77at.%;焊接线能量为60 kJ/cm和100 kJ/cm时,C-Mn-Sn钢中晶界的破坏使得晶界偏聚和由晶界Sn偏聚引起的脆化作用消失;在三种焊接线能量下,含Sn的C-Mn-Sn钢的显微硬度都要小于不含Sn的C-Mn钢。     

Sc对Al-Mg-Mn-Cr-Ti晶间腐蚀性能的影响

对不同稀土钪添加量的Al-Mg-Mn-Cr-Ti合金晶间腐蚀性能进行了测试,并采用OM,SEM和EDS对其组织进行了观察.结果表明,微量添加到Al-Mg-Mn-Cr-Ti合金中的Sc元素,可降低合金发生晶间腐蚀的倾向性.钪影响Al-Mg-Mn-Cr-Ti合金晶间腐蚀性能的原因是,钪的添加细化了合金凝固组织,减少了杂质元素Fe、Si等在晶界的偏聚浓度,改变了合金凝固过程中β相的形态与分布.钪的添加,使合金晶界区发生电化学腐蚀程度减弱,提高了合金晶间腐蚀抗力.