SA 738 Gr.B焊接接头力学性能

通过对SA-738 Gr.B采用SMAW(手工电弧焊)和GMAW(熔化极气体保护焊)的焊接接头进行焊态和焊后热处理态力学性能、组织结构分布特征对比分析研究,发现提高焊接热输入会降低焊接接头的冲击性能。随着热处理的进行,焊缝经历了回复、再结晶等变化过程,同时,焊缝和SMAW热影响区晶粒中夹杂物元素向晶界聚集,降低晶界结合能,导致焊缝和热影响区冲击韧性降低。     

热处理对100mm厚TC4钛合金电子束焊接接头性能的影响

针对100mm厚TC4钛合金板进行电子束对接,焊后对接头分别进行850℃再结晶退火和920℃+2 h和500℃+4 h固溶时效热处理,观察接头的微观形貌,测试其硬度和拉伸性能。结果表明,经过再结晶退火后,焊缝中部开始出现β相晶界,热影响区熔合线附近的针状α′相变少,β相等轴晶界开始出现。经过920℃+2 h和500℃+4 h固溶时效处理后,焊缝中部和底部都出现明显的β相晶界,热影响区熔合线附近的β相等轴晶界明显可见,为细片层β转变组织。力学性能测试表明,经过固溶时效热处理的接头焊缝区、热影响区及母材区的显微硬度明显高于焊态,其接头拉伸强度比焊态提升11.3%,屈服强度比焊态提升17.2%,但接头延伸率比焊态降低近59%。     

热处理工艺对FGH96合金惯性摩擦焊组织与显微硬度的影响

采用惯性摩擦焊接方法进行了FGH96高温合金焊接，借助光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度仪对焊态和热处理态FGH96惯性摩擦焊接头组织和显微硬度进行了研究.结果表明，焊缝中心区内发生完全动态再结晶，再结晶晶粒细小，晶粒尺寸为4.6μm±0.3μm，且二次γ’相完全溶解，导致硬度低于母材组织.随着远离焊缝，二次γ’相含量逐渐增加，距焊缝1.5 mm后γ’相体积分数基本保持不变，但γ’相形貌由球形逐渐向立方体转变，导致硬度逐渐增加.经热处理后，焊缝区域内二次γ’相的含量与形貌变化规律与焊态相似，但热处理后基材晶粒尺寸从11.4μm±0.3μm增大至13.5μm±1.0μm，是导致热处理后基材硬度较焊态较低的原因；另外热处理后三次γ’相的析出是导致热处理态焊缝硬度高于焊态的原因.     

高氧TC4/TC17线性摩擦焊接头组织与显微硬度研究

对高氧TC4和TC17钛合金进行了线性摩擦焊试验,利用光学显微镜与扫描电镜对焊接接头的微观组织进行了分析,并研究了热处理对接头组织及显微硬度的影响。结果表明,焊态下高氧TC4侧焊缝比TC17侧窄,焊缝界面处生成共生晶粒,界面两侧发生动态再结晶。高氧TC4侧,靠近焊缝边缘的部分热力影响区形成大量的亚晶粒,部分区域发生动态再结晶形成细小的等轴β晶粒,冷却后晶粒内析出马氏体α'相。TC17侧,β晶粒以及α晶界被拉长形成变形带,在靠近焊缝处、形成许多细小的等轴β晶粒。经过焊后热处理,高氧TC4的TMAZ亚稳态马氏体α'相分解,高度变形的β相中析出片层状α相;TC17侧TMAZ组织为细小的针状α相。焊缝中心的共生晶粒组织不均匀,由相互交错的大小α片层组成。焊态下焊缝中心硬度最高;热处理后,TC17侧焊缝及热力影响区硬度大幅度增加。     

TC17钛合金线性摩擦焊接头组织及力学性能分析

针对固溶时效态TC17钛合金焊态及焊后热处理态线性摩擦焊接头,进行显微组织及力学性能对比分析. 结果表明,焊态时焊缝组织发生了回复与再结晶,由于焊后冷却速度较快,生成了亚稳定β相,焊缝区发生了软化;热力影响区组织沿受力变形方向拉长、细化、交替呈带状分布,加工硬化程度较高,显微硬度明显高于其它区域;热影响区由于二次次生α相基本溶解于亚稳定β相,导致显微硬度显著降低. 经过焊后热处理,亚稳定β相发生时效分解,析出了弥散程度更高的针状次生α相使得焊接区硬度大幅度提高. 由于亚稳定相的生成,焊态接头发生软化,拉伸均断裂在焊缝区,抗拉强度达到母材强度91.8%,断口呈脆性断裂形态;焊后热处理态接头由于二次次生α相的析出,起到弥散强化的作用,拉伸试验均断在母材,断口呈典型韧性断裂形态.     

TC17(α + β)/TC17(β)钛合金线性摩擦焊接头相组成及织构分析

利用电子背散射衍射技术对TC17(α+β)/TC17(β)钛合金线性摩擦焊接头测试并分析,对接头各区域进行相鉴定和织构分析.结果表明,与母材相比,焊态接头两侧热力影响区α相减少,β相增多.由于焊缝区冷却迅速快,焊态焊缝处发生动态再结晶,生成了大量的亚稳定β相晶粒. TC17(β)侧母材及热力影响区的织构分布密度比TC17(α+β)侧强,且焊态焊缝区产生(5 4 6)[■]织构,轧面与(1 1 1)近似平行.经过610℃热处理后,焊缝区亚稳定β相发生分解,形成细小的次生α相和β相.与焊态焊缝相比,热处理后焊缝区晶体稍有转动,焊缝区织构强度较焊态有较大增强,形成(5 5 7)[■]织构.热处理前后的焊缝区晶体取向都存在着ND方向与[1 1 1]靠近,轧面与(111)接近平行的择优取向.     

焊后热处理对SA 738 Gr.B焊接接头力学性能的影响

对比分析了SA 738 Gr.B手工电弧焊(SMAW)焊接接头焊态及焊后热处理态力学性能的变化。分析结果表明:焊后热处理态与焊态相比,拉伸性能有所下降,焊后热处理未能改善焊缝和热影响区的冲击性能。焊后热处理使焊缝和热影响区碳化物数量明显增多,同时,焊后热处理使焊缝金属晶粒长大,因此,导致焊后热处理态焊缝和热影响区冲击性能下降。     

摩擦压力对异质钛合金线性摩擦焊接头界面组织的影响

选用不同摩擦压力对TC11/TC17异质钛合金进行了线性摩擦焊试验.焊后利用扫描电镜对焊接接头微观组织进行了分析.结果表明,摩擦压力越大,摩擦界面获得的焊接热输入量越大,产生的飞边越大.焊缝区宽度随摩擦压力的增大而减小.热机影响区组织变形严重,由被拉长的α相及破碎的β相组成,靠近焊缝附近有明显的再结晶现象.线性摩擦焊接过程中界面温度超过β相转变温度,在焊后冷却过程中β相发生再结晶,产生细小的针状组织.焊缝中的再结晶晶粒随着摩擦压力的增大而变得更加细小.     

焊后热处理对6061铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

采用搅拌摩擦焊对2 mm厚6061-T6铝合金板材进行连接,研究焊后时效、固溶处理、固溶时效工艺对接头的显微组织及力学性能的影响。结果表明:焊后接头焊核区发生了动态再结晶,形成了细小的等轴晶;热机影响区晶粒发生明显的塑性变形而呈拉长形状。焊态及焊后时效处理的接头硬度分布大致相同,焊缝中心两侧约12 mm范围内的硬度明显低于母材。经过固溶及固溶时效后,接头焊核区硬度显著升高,焊态接头软化现象基本消除。经焊后固溶时效后,β″-Mg_2Si强化相析出,接头的抗拉强度、伸长率显著增大,拉伸断口存在大量细小的韧窝,呈韧性断裂状态。     

奥贝体钢轨和珠光体钢轨气压焊接头界面行为及力学性能分析

采用气压焊对U26Mn奥贝体钢轨和U75V珠光体钢轨混焊进行研究,通过OM、SEM、冲击、拉伸、硬度试验探究异种钢轨气压焊接头焊缝界面的冶金结合特征与力学性能水平。结果表明:气压焊接头焊缝界面两侧存在元素扩散行为,焊缝界面金属在热机循环作用下发生了交互结晶和再结晶,冶金结合良好(除轨底脚外);焊态接头平均强度达到贝氏体钢轨母材的86%,正火态接头平均强度达到贝氏体钢轨母材的90%;焊态接头轨顶面平均硬度、软化区平均硬度及宽度均满足TB/T1632《钢轨焊接》标准要求;接头中存在硫化物夹杂,对接头冲击韧性有较大影响。     

6005A圆管焊合线的消除方法研究

采用分流组合模和正向挤压方法制备6005A圆管,打磨后在焊缝位置出现明显的焊合线。分析认为焊缝位置铝流变形剧烈,产生严重再结晶而导致焊合线。本文通过调整Mn+Cr含量抑制再结晶和优化模具设计改善焊合质量,避免打磨后出现焊合线。     

焊后热处理对铝锂合金激光焊接头微观组织的影响

采用Nd:YAG激光对3 mm厚5A90铝锂合金薄板进行激光焊接,焊后对接头进行了固溶-时效处理,对热处理前后接头微观组织和显微硬度的分布进行了对比研究。研究结果表明,焊态5A90铝锂合金激光焊焊缝组织晶粒形态为等轴枝晶,未观察到强化相;经过焊后处理后,接头不同区域组织均呈现明显的晶界,焊缝金属晶粒形态转变为等轴晶,焊缝组织均匀性得到改善,并且焊缝金属晶粒内部弥散析出较多的δ'强化相。焊态下5A90铝锂合金激光焊焊缝的显微硬度低于母材,焊后热处理使焊缝金属中δ'强化相析出从而使焊缝的硬度显著提高。     

热处理对TC17(α+β)/TC17(β)线性摩擦焊接头组织及力学性能的影响

针对热处理前后TC17(α+β)/TC17(β)钛合金线性摩擦焊接头组织和性能进行了对比分析. 结果表明,焊态时焊缝区组织发生动态回复和再结晶,两侧的热力影响区组织均被不同程度地拉长,热处理后焊缝中的亚稳相分解析出弥散的α和β相,TC17(α+β)侧热力影响区的初生α相有所长大. 焊态接头焊缝区显微硬度比母材低,接头的抗拉强度和屈服强度略低于母材,分别达到母材的91.9%,96.2%,接头拉伸性能试件断裂位置均在焊缝区;经过热处理,母材显微硬度未发生明显变化,焊缝区显微硬度显著提高,接头抗拉强度和屈服强度达到与母材相当,与焊态相比分别提高11.9%,8.2%,接头拉伸性能试件断于母材区.     

Ti60/TC17异种钛合金惯性摩擦焊接头组织性能研究

采用惯性摩擦焊技术焊接Ti60/TC17钛合金，并对焊态/热处理态接头进行组织和性能分析；焊接过程中，有粘流态金属滴落，两侧金属材料熔合较好，且接头焊缝处飞边形貌呈现不规则曲线状，缩短量达4.2 mm，轴向错边小于0.3 mm；焊缝界面两侧区域均发生了动态再结晶，焊缝区显微硬度值较高，越远离焊缝位置显微硬度值越低；焊态下，焊缝处组织为针状α板条和等轴晶粒组成，两侧热机影响区有明显的流线形貌；热处理后，焊缝处针状α板条细化，次生α相增多，再结晶晶界明显，两侧热机影响区流线形貌消失；通过接头拉伸性能测试，焊态/热处理态试样室温拉伸断裂位置均发生在TC17侧，断口形貌呈典型解理断裂，焊态下，平均抗拉强度为978.5 MPa，达母材的92.06%，热处理后，平均抗拉强度为1 076.5 MPa，提升98 MPa，超过母材抗拉强度，这说明热处理有利于将组织内的残余应力释放，同时易于析出针状α相，进而提高接头力学性能。     

回火处理对高温埋弧焊缝断裂性能的影响

研究了屈服强度大于７００ＭＰａ的多层埋弧焊缝在焊态和焊后回火处理态的断裂性能。结果表明：焊态的多层焊缝ＣＴＯＤ断裂韧度值明显高于回火处理态焊缝。     

回火处理对高强埋弧焊缝断裂性能的影响

研究了屈服强度大于７００ＭＰａ的多层埋弧焊缝在焊态和焊后回火处理态的断裂性能。结果表明：焊态的多层焊缝ＣＴＯＤ断裂韧度值明显高于回火处理态焊缝。焊态焊缝断口呈韧窝状,回火处理态焊缝断口呈解理＋少量韧窝状。单道埋弧焊缝和模拟焊缝粗晶区的夏比冲击试验结果进一步表明：回火处理使多层焊缝的薄弱环节柱状晶区和粗晶区冲击韧性下降。     

回火对9Cr2WVTa钢电子束焊接接头组织和力学性能的影响

对9Cr2WVTa钢进行电子束焊接,并对焊接接头进行不同温度回火处理,研究了回火对焊接接头组织和力学性能的影响.结果表明,焊态下,焊缝由粗大的板条马氏体和d铁素体组成.高温回火后,基体中析出大量M23C6型碳化物.硬度测试结果表明,焊态下焊缝硬度远高于母材,随回火温度升高,焊缝硬度逐渐下降,但仍高于母材.拉伸测试结果表明,断裂位置均出现在母材,表明焊缝仍保持了较高强度.采用带沟槽的V型冲击试样获得了完全的焊缝断口,室温冲击实验结果表明,焊态下,焊缝冲击韧性差,冲击功远低于母材;经回火后,焊缝冲击韧性显著提高.焊后回火热处理使焊缝获得了较好的综合力学性能.     

热处理对汽车覆盖件用模具钢修复接头组织和性能的影响

采用气体保护焊方法对汽车覆盖件用模具表面失效部位的焊接修复过程进行了模拟,并对接头的焊态和回火态金相组织和力学性能进行了检验。结果表明,焊态接头焊缝区主要组织为晶粒细小的马氏体,完全淬火区组织为淬硬马氏体和残余奥氏体,回火区组织为回火索氏体;回火态接头的焊缝区和淬火区中过饱和碳形成碳化物析出,组织转变为回火马氏体。焊态接头抗拉强度为860 MPa左右,回火态试样抗拉强度为785 MPa左右,拉伸试样断口形貌均为准解理断裂,但回火后的接头断口有少量的韧窝;焊态接头硬度分布为淬火区最高,焊缝和母材次之,回火区最低,焊后回火对母材和原回火区硬度几乎没有影响,而焊缝区和淬火区硬度明显降低。     

焊后热处理对厚壁X80钢管焊缝金属组织及力学性能的影响

针对?1 219 mm×33 mm X80钢管焊缝金属进行了焊后热处理,对热处理前后焊缝金属的显微组织进行了观察,分别进行了拉伸性能、冲击韧性、硬度测试,对比分析了显微组织特征及力学性能的差异,研究了焊后热处理前后冲击断口的形貌特征。结果表明：焊态及焊后热处理的焊缝金属显微组织主要由准多边形铁素体、粒状贝氏体和弥散分布的M/A组元组成,但2种状态下组织中M/A组元所占比例及形态和分布差别较大,焊后热处理的组织中析出了较多碳化物,大多数碳化物分布在粒状贝氏体中,少量分布在原奥氏体晶界上,这些粗大且分布不均匀的碳化物颗粒对焊缝金属的冲击韧性有一定的影响;焊后热处理的焊缝金属的抗拉强度及硬度值较焊态的略有降低,但是低温冲击韧性较焊态的有明显改善。此外,碳化物的析出会对焊缝金属的韧性产生一定影响,细小碳化物的析出有利于改善焊缝的韧性。     

热处理对TC11摩擦焊接头微观组织和力学性能的影响

在C200型摩擦焊机上进行TC11同种金属的摩擦焊接,分析了热处理对TC11摩擦焊接头微观组织和力学性能的影响。结果表明:焊后接头连接完整,焊缝区为完全再结晶组织;焊件进行热处理后,焊缝组织为均匀细小的针状a+β相;工艺参数对焊缝成型和接头抗弯强度有显著影响,热处理后接头抗弯强度性能更好。