650 ℃时效SP2215奥氏体耐热钢管的微观组织和力学性能

通过OM、SEM、TEM和显微硬度、室温冲击以及高温拉伸试验,研究了650 ℃时效不同时间后SP2215奥氏体耐热钢管的微观组织、力学性能及断裂机理。结果表明,固溶态SP2215钢微观组织由奥氏体,少量孪晶及未溶NbN和Z相组成;650 ℃时效时Cr23C6优先在奥氏体晶界析出,且随时效时间延长逐渐增多、粗化并形成连续网状;球形富Cu相在奥氏体晶内析出且尺寸稳定,时效2012 h约为15 nm;SP2215钢晶内室温显微硬度在时效50 h时基本达到最大值,之后趋于稳定,这与稳定富Cu相的析出强化作用有关;SP2215钢具有明显的高温时效脆化倾向,时效2012 h室温冲击吸收功较固溶态降低约78.5%,室温冲击断裂随时效时间延长由韧性断裂向沿晶脆性断裂转变,这是由Cr23C6在奥氏体晶界析出并逐渐聚集、粗化导致的。SP2215钢在650 ℃,2.5×10-4 s-1应变速率下拉伸时出现锯齿流变（Portevin-Le Chatelier, PLC）现象,锯齿类型为Type(A+B),随时效时间延长PLC逐渐“减弱”,但锯齿类型不变;随时效时间延长SP2215钢高温拉伸屈服强度基本保持稳定,抗拉强度和断面收缩率逐渐降低,高温拉伸断裂由韧性断裂向准解理脆性断裂转变。     

SP2215/T92异种钢焊接接头微观组织与力学性能研究

采用手工钨极氩弧焊和ERNiCr-3焊丝制备了SP2215/T92异种钢钢管焊接接头,研究了热处理前后接头的微观组织,力学性能及拉伸断裂机理。结果表明:焊缝金属以完全奥氏体组织凝固成柱状枝晶,Nb元素在枝晶间偏析并形成富Nb第二相粒子,焊后热处理对焊缝组织无显著影响;T92与焊缝金属界面以及SP2215与焊缝金属界面均形成岛状或半岛状宏观偏析,跨T92与焊缝金属界面存在一定程度的碳迁移,而跨SP2215与焊缝金属界面碳迁移现象不明显,焊后热处理对宏观偏析和碳迁移无显著影响;T92侧粗晶热影响区硬度最高,细晶热影响区硬度次之,临界热影响区硬度最低,焊后热处理显著降低了粗晶热影响区和细晶热影响区的硬度,改善了T92 热影响区的微观组织和力学性能;T92侧熔合线附近形成了δ铁素体,是整个接头硬度最低区域,焊后热处理对δ铁素体的硬度无明显影响;焊态和热处理态接头室温拉伸均在焊缝处以韧性方式断裂,而650℃高温拉伸时均在T92侧以韧性方式断裂。     

A286不锈钢薄板激光焊接工艺性研究

采用激光焊对0.635 mm厚的A286不锈钢薄板进行填丝焊接,分析测试了焊接接头的微观组织、显微硬度、力学性能以及断口形貌。结果表明,焊缝区组织为柱状晶奥氏体基体上分布着少量枝晶间的δ铁素体,热影响区发生了回复和再结晶,晶粒有一定程度的长大;母材和焊缝之间没有平直明显的熔合线;热影响区和焊缝区的平均显微硬度高于母材区的;在常温和高温拉伸过程中,焊接接头均在母材处断裂,并且断裂形式为典型的韧性断裂,焊缝满足强度要求。     

新型耐热奥氏体不锈钢焊接接头650℃时效组织及力学性能

采用光学金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射分析等表征手段及力学性能试验,研究了Cr18Ni30Mo2Al3Nb不锈钢焊接接头在650℃时效100 h、300 h、500 h后的显微组织、力学性能变化及拉伸断口的断裂形貌。结果表明,随着时效时间的延长,接头的硬度和强度随着时效时间的延长而不断增高,伸长率显著降低;时效300 h后,合金焊缝的硬度与母材几乎相同,并趋于平稳,焊接接头的组织稳定性较高;时效后接头断裂位置多发生在热影响区。     

时效对T23耐热钢TLP连接接头组织与性能的影响

用FeNiCrSiB合金箔作中间层,氩气保护,在焊接双温工艺(加热温度1240℃,保温50 s,等温凝固温度1210℃,保温4 min,压力6 MVa)条件下,对T23耐热钢管进行TLP连接.然后对焊接试样进行700℃、不同时间的时效试验.利用力学性能试验机对接头拉伸性能进行测试,利用金相显微镜、显微硬度计分析不同时效时间后TLP连接接头的显微组织和接头区域显微硬度.结果表明:接头经700℃×500h时效后,中间层元素进一步向母材扩散,接头组织成分均匀化增强,焊缝与母材硬度的差异明显缩小,接头的拉伸性能合格,断裂位置均位于远离焊缝的母材区域,从而保证了接头在时效后性能的稳定.     

高温时效T92/HR3C焊接接头的组织和力学性能

对ERNiCrMo-3镍基焊丝钨极氩弧焊（GTAW）焊接的T92/HR3C异种钢管接头,进行650℃直至1143.5 h的高温时效处理,研究时效过程中接头显微组织结构和力学性能的变化规律。结果表明：时效后接头的室温拉伸断口都位于T92母材。随时效时间的延长,接头各区域的冲击韧性单调降低,但接头强度、T92侧热影响区（HAZ）及母材的硬度先降后升,时效501.1 h后趋于稳定,这归因于不同时效时间下T92侧HAZ及母材中碳化物的形态及聚集状态的差异。HR3C侧HAZ产生时效脆化,其冲击断口呈沿晶断裂的断口特征。     

纯镍与304不锈钢激光异种焊接的工艺及其接头的组织性能

采用高密度Nd:YAG固态连续激光器对N6纯镍和304奥氏体不锈钢进行了焊接工艺实验,探究了激光功率和离焦量对焊缝成形的影响。对接头进行了拉伸强度和硬度的测试,并结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)等手段分析了接头的微观组织。结果表明:N6纯镍一侧热影响区晶粒长大明显,焊缝区靠近两侧熔合线附近为向焊缝中心区域生长的柱状晶,焊缝中心区域存在细小的胞晶区域;N6热影响区的显微硬度最低,焊缝的显微硬度介于N6镍母材和304不锈钢母材之间;接头拉伸断裂位置在焊缝区,抗拉强度达到N6纯镍母材的90%以上,可以满足实际情况下的使用要求。拉伸断口表现为准解理断裂。     

6082厚板铝合金TIG焊工艺试验及应用

通过拉伸、弯曲、硬度等试验及金相组织分析,对采用TIG焊的6082厚板铝合金焊接接头组织和性能进行研究。结果表明:采用TIG焊的焊接试样的断裂位置位于热影响区,试样抗拉强度低于母材抗拉强度,约为母材的50%,但能满足产品焊缝位置的设计强度要求;试样有良好的弯曲性能,焊缝及母材的硬度变化不大,热影响区软化现象明显;焊缝组织呈等轴枝晶分布,熔合区组织为晶粒粗大的柱状晶,基体的晶粒沿轧制方向延长呈纤维状。通过各种试验和分析,TIG焊接接头抗拉强度虽低于母材抗拉强度,但能满足产品设计强度,根据产品结构特点及设计强度要求,厚板6082铝合金可采用TIG焊。     

焊后热处理对Inconel 617B时效性能和组织的影响北大核心CSCD

将Inconel 617B焊接接头试样及其焊后热处理试样在750℃下时效1000~5000 h,通过对比室温拉伸强度、硬度以及冲击韧性,采用扫描电镜、透射电镜分析两组试样的析出相,探讨焊后热处理对Inconel 617B时效性能的影响及机理。结果表明:时效前,焊后热处理试样母材区有析出相,焊缝区析出相数量略有增加。焊后热处理使Inconel 617B的强度、硬度升高,冲击韧性降低;时效后,焊后热处理试样析出相尺寸更大,随时效时间延长,两组试样析出相的尺寸区别逐渐减少。因此焊后热处理试样长时时效后的强度、硬度逐渐低于原始焊接接头试样,冲击韧性差值减少。     

DP540双相钢焊接接头组织与拉伸断裂位置研究

以DP540双相钢轮辋焊接接头为研究对象,借助光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对焊接接头特征区域的显微组织进行了观察与表征。并结合显微硬度的测试和拉伸试验,对接头拉伸断裂位置不同的原因进行了分析。结果表明:DP540双相钢母材为铁素体和马氏体双相组织,但2号试样的组织明显比1号试样细小。焊缝中心区硬度最高,从粗晶区到母材区硬度逐渐降低。1号接头试样的母材组织粗大且马氏体呈大块状,母材硬度为150～170 HV0. 2,在拉伸变形时断裂在粗晶区; 2号接头试样的母材组织细小且马氏体呈岛状弥散均匀分布,母材硬度为160～180 HV0. 2,在拉伸变形时断裂在母材。因此,两种钢母材组织的差异进而影响整个焊接接头的组织分布是造成焊缝断裂位置不同的主要原因。     

焊后热处理对Inconel 617B时效性能和组织的影响

将Inconel 617B焊接接头试样及其焊后热处理试样在750℃下时效1000~5000 h,通过对比室温拉伸强度、硬度以及冲击韧性,采用扫描电镜、透射电镜分析两组试样的析出相,探讨焊后热处理对Inconel 617B时效性能的影响及机理。结果表明:时效前,焊后热处理试样母材区有析出相,焊缝区析出相数量略有增加。焊后热处理使Inconel 617B的强度、硬度升高,冲击韧性降低;时效后,焊后热处理试样析出相尺寸更大,随时效时间延长,两组试样析出相的尺寸区别逐渐减少。因此焊后热处理试样长时时效后的强度、硬度逐渐低于原始焊接接头试样,冲击韧性差值减少。     

超高强度钢40CrNi2Si2MoVA激光焊接组织和性能研究

为了改善超高强度钢40CrNi2Si2MoVA的焊接性能,采用CO2激光对其进行了焊接处理。利用光学显微镜、显微硬度仪、电子万能试验机、电子扫描显微镜和X射线应力测定仪等对焊接接头的显微组织、硬度、拉伸强度、拉伸断口和残余应力进行了研究。结果表明,焊缝中心区组织为等轴晶,近中心区为小柱状晶,边缘区为柱状树枝晶与粗大柱状晶,熔合区为柱状晶、胞状晶。热影响区(HAZ)主要组织为板条马氏体、岛状马氏体、贝氏体及少量残余奥氏体;焊缝区平均硬度595HV,硬度最大值在HAZ,其值为637HV;从HAZ到基材硬度值下降显著;接头拉伸断裂部位发生在靠近焊缝基材区,拉伸断口为韧窝断口,其抗拉强度值和母材拉伸强度值相当,平均值为1607.8MPa,接头冲击韧度为54.5J/cm2;从焊缝中心区到基材区,焊接残余应力先增大,后减小,变化显著。     

TA15钛合金潜弧焊接头组织与性能分析

对29mm厚TA15钛合金进行了潜弧焊对接试验,对接头显微组织和力学性能进行了分析.结果显示,焊缝区内为尺寸较大的柱状晶,晶内为篮网状分布的针状α相;热影响区由完全再结晶区和不完全再结晶区组成.等轴的β晶粒内和晶界上都有针状α相析出.熔合区内等轴晶与柱状晶联生.接头的抗拉强度略低于母材,而断后伸长率约有母材的50%,断裂发生于焊缝区的柱状晶.接头弯曲性能较差,弯曲破坏发生于焊缝中心的柱状晶区.焊缝区硬度最高,从热影响区到母材硬度逐渐降低,母材硬度最低.     

304L不锈钢的钨极氩弧焊工艺

研究了不同氩弧焊焊接工艺参数对304L不锈钢焊缝成形的影响,对焊接接头的组织形貌进行了分析,并对焊接接头进行了力学性能试验.结果表明:对接焊时,焯接电流为50A时的焊缝成形较好,焊缝组织为柱状晶,热影响区的组织较为复杂,焊缝的强度及硬度均优于母材,拉伸断裂位置为母材.     

新型Al-Zn-Mg-Cu合金TIG焊接头组织与性能研究

本文对一种Al-Zn-Mg-Cu-Mn-Zr-Er合金薄板进行了全自动TIG填丝焊接,观察接头微观组织形貌,并测试其力学性能。结果显示焊缝未出现典型的联生结晶形貌,而是由等轴细晶粒层和大量等轴树枝晶构成,在晶界或枝晶间断续分布复合T（AlZnMgCu）相;焊接热影响区因沉淀相变化,硬度值不同,分为近缝的固溶区和远缝的过时效区,晶粒保持与母材相同的拉长形貌,未见明显长大;接头横截面的显微硬度最低值在焊缝,约为120HV,母材显微硬度约为184HV,接头抗拉强度为421.75MPa,达到母材的65.08%,拉伸断裂位置处于焊缝中,断口形貌为典型的韧性断裂,等轴韧窝底部存在破碎的第二相颗粒,其成分与焊缝中复合T相基本一致。     

新型Al-Zn-Mg-Cu合金TIG焊接头组织与性能

对一种Al-Zn-Mg-Cu-Mn-Zr-Er合金薄板进行了全自动TIG填丝焊接,观察接头微观组织形貌,并测试其力学性能。结果显示焊缝未出现典型的联生结晶形貌,而是由等轴细晶粒层和大量等轴树枝晶构成,在晶界或枝晶间断续分布复合T(AlZnMgCu)相;焊接热影响区因沉淀相变化,硬度值不同,分为近缝的固溶区和远缝的过时效区,晶粒保持与母材相同的拉长形貌,未见明显长大;接头横截面的显微硬度最低值在焊缝,HV约为1200 MPa,母材显微硬度HV约为1840 MPa,接头抗拉强度为421.75 MPa,达到母材的65.08%,拉伸断裂位置处于焊缝中,断口形貌为典型的韧性断裂,等轴韧窝底部存在破碎的第二相颗粒,其成分与焊缝中复合T相基本一致。     

Inconel 617B焊接接头750℃时效组织演变及对性能影响

研究Inconel 617B焊接接头750℃时效前后的组织,探讨时效过程中组织演变对硬度、强度和韧性的影响。结果表明:时效后,Inconel 617B晶界析出块状M_(23)C_6相,晶内弥散析出细小的球形γ'相和针状M_(23)C_6。随时效时间延长,晶界M_(23)C_6长大并连接;晶内γ'相增多、长大,但仍十分细小;晶内M_(23)C_6逐渐长大为薄板状,同时不断析出新的、细小M_(23)C_6。焊缝区时效过程中晶界和晶内析出相的变化与母材区类似,只是M_(23)C_6析出相更多分布在枝晶间。Inconel 617B焊接接头750℃时效硬度和强度先升后降,时效早期γ'相和M_(23)C_6的析出使硬度和强度上升,后因γ'相和M_(23)C_6相不断析出和长大使硬度和强度呈现下降趋势。时效早期韧性的显著下降则与晶界析出的M_(23)C_6和晶内析出的γ'相有关。随时效时间延长,Inconel 617B焊接接头的硬度、强度和韧性下降趋缓。     

LNG船用因瓦合金脉冲 TIG搭接仰焊 工艺研究

采用搭建的薄板搭接仰焊系统进行1.5/0.7 mm因瓦合金搭接脉冲TIG仰焊位置焊接,测试和分析焊缝宏观成形、微观组织和力学性能。研究结果表明,焊缝特征尺寸L(a焊接长)与P(熔深)随脉冲峰值电流增加而明显增加,但R(焊喉)随峰值电流变化不明显。焊缝区由具有胞状晶亚结构的粗大奥氏体柱状晶组成,热影响区由粗大的等轴晶组成,熔合区由平面晶区和半熔化区构成。热影响区硬度明显低于焊缝和母材,接头最大拉伸承载力均为约4 300 N,所有接头断裂位置均在熔合区。     

半导体激光焊接85Cr17与0Cr18Ni9不锈钢的组织与性能

采用半导体激光作为焊接热源,对高碳马氏体不锈钢85Cr17和奥氏体不锈钢0Cr18Ni9进行对接焊试验,分析了焊接接头的显微组织并测试了显微硬度和拉伸强度.结果表明:采用半导体激光焊接工艺可实现85Cr17和0Cr18Ni9的对接焊,获得连续、平整的焊缝;焊缝中心区域主要为等轴晶,近中心区为柱状晶与树枝晶的混合组织.靠近基体侧的焊缝边缘区为柱状晶组织;焊缝区的平均硬度高于两种基材;拉伸试样均断在85Cr17侧热影响区,未焊透时,焊接接头抗拉强度达到0Cr18Ni9母材的88%,焊透时,抗拉强度达到0Cr18Ni9母材的95%以上.     

时效成形对7075铝合金焊接接头显微组织与力学性能的影响

采用搅拌摩擦焊工艺(FSW)、时效成形试验、维氏硬度、金相观察和拉伸性能测试等方法研究了在180℃和不同时效时间下时效成形对7075铝合金FSW焊接接头显微组织与力学性能的影响。研究结果表明:随着时效时间的增加,母材区的第二相粒子逐渐减少,晶粒发生细化,热影响区与热机影响区的第二相粒子先增加后减少,在12 h时达到最多,焊核区的第二相粒子数量上无明显变化;抗拉强度与伸长率均先增大后减小,抗拉强度在12 h时达到最大,最大值为364. 15 MPa,伸长率在10 h达到最大值,最大值为3. 72%,拉伸断裂位置都在焊缝的前进侧。随着时效时间增加,各区硬度呈下降趋势,整体上母材区的硬度最高,热影响区的硬度最小,焊核区的硬度大小处于母材区与热影响区之间。