高速列车A7N01S-T5铝合金焊接接头晶间腐蚀性能研究

研究高速列车A7N01S-T5铝合金母材及焊接接头的晶间腐蚀行为,测定和观察腐蚀失重、硬度变化、断面和表面形貌.结果表明,在含氯的腐蚀介质中,焊接接头的腐蚀速率高于母材,热影响区是接头腐蚀最为严重的区域,腐蚀沿晶界扩展,形成网状裂纹.焊接热输入使热影响区的富锌强化相沿晶界连续析出,其电位最低因而成为腐蚀电池的阳极,不断...     

Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金搅拌摩擦焊接接头的显微组织、力学性能及局部腐蚀性能

通过硬度测试、极化曲线测试、腐蚀浸泡和慢应变速率拉伸方法研究Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材搅拌摩擦焊接接头的力学性能和局部腐蚀性能,并利用金相显微镜和透射电镜对焊接接头的显微组织进行分析。结果表明:焊接接头的硬度曲线呈现W型,硬度最低值出现在热影响区与热机影响区的交界处;和母材相比,焊接接头的局部抗腐蚀性能降低,应力腐蚀敏感性增大。热机影响区的腐蚀电位最低,腐蚀电流密度最高,晶间腐蚀深度最大,抗腐蚀性能最差。热机影响区的硬度和腐蚀性能的降低,主要是由于该区的晶粒发生变形,大部分η′沉淀强化相溶解,晶界上分布着大量的η相。     

双级时效对7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊组织及应力腐蚀敏感性的影响

采用搅拌摩擦焊方法对3 mm厚7050-T7451铝合金进行焊接，为改善接头应力腐蚀敏感性，焊后进行121 ℃ × 5 h + 163 ℃ × 27 h双级时效处理. 通过对微观组织、显微硬度以及应力腐蚀敏感性的分析，研究双级时效对焊接接头性能的影响. 结果表明，双级时效后晶粒发生粗化，晶界内析出相和周边无沉淀析出带(PFZ)变宽，导致在热影响区和热力影响区出现大量不连续晶界；接头热影响区的显微硬度有所下降，但范围明显变窄，接头组织的均一性得到改善；时效处理后的接头在进行应力腐蚀试验 60天后仍未发生断裂，而未经时效处理的接头在1天内全部发生断裂，说明双级时效有效降低了焊接接头的应力腐蚀敏感性.     

焊缝为镍基合金的管线钢焊接接头SSCC行为研究

研究了焊接材料为ARC625,焊缝为镍基合金的管线钢焊接接头的H2S应力腐蚀(SSCC)性能,与焊缝为普通碳钢的管线钢焊接接头的SSCC性能做了比较。SSCC试验结果表明,两种接头均出现了开裂现象,断口形貌为准解理断裂,进一步分析发现焊缝为镍基合金的接头组织较均匀,而焊缝为普通碳钢的接头开裂区域存在大量马氏体/奥氏体,碳化物呈连续状分布。与母材相比,硬度值在两种焊接接头的热影响区区域急剧增加,镍基合金焊缝硬度超过了管线钢硬度极限值,而热影响区硬度接近该值。极化曲线测试结果显示,焊缝为镍基合金的接头热影响区腐蚀电流密度及腐蚀速率均小于第2种接头的热影响区以及母材区域,焊缝为镍基合金焊接接头表现出了更加优异的电化学腐蚀性能。     

P-T复合焊接对单面焊接头成型和微观组织的影响

采用等离子弧焊和氩弧焊的复合焊方法(PAW+TIG),对6 mm厚316L不锈钢板进行对接试验,测试了最佳工艺参数,研究了这种焊接接头的形貌、显微组织及其显微硬度。结果表明,在不开坡口的情况下,采用PAW+TIG组合工艺可实现单面焊双面成形焊接,热影响区较小,焊接质量优良。焊缝截面呈T字型,焊缝组织主要是由奥氏体组成,热影响区由奥氏体和少量的铁素体组成,铁素体沿晶界自熔合区向母材延伸生长。焊接接头的显微硬度从焊缝中心向母材递减,焊缝处最高,HAZ热影响区硬度与母材的硬度相差不大。     

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。     

A7N01S-T5铝合金焊接接头应力腐蚀性能

通过四点弯梁恒位移应力腐蚀实验方法对A7N01S-T5焊接接头进行应力腐蚀实验研究,通过失重研究焊接接头的腐蚀动力学变化趋势,通过激光共聚焦显微镜观察焊接接头的微观腐蚀形貌,并对热影响区、焊缝区和母材区的腐蚀面积率和腐蚀深度进行统计,比较各区的腐蚀程度。结果表明,在NaCl腐蚀介质中,A7N01S-T5焊接接头的失重呈对数增长趋势,微观形貌表明,热影响区的腐蚀程度最大,焊缝区腐蚀程度最小。     

X80管线钢焊接接头的组织对其超临界CO2腐蚀行为的影响

研究了X80管线钢焊接接头组织对其超临界CO₂腐蚀行为的影响。采用金相显微镜观察高温回火后X80管线钢焊接接头的不同区域(基材区、细晶热影响区、粗晶热影响区和焊缝区)的组织特征。采用扫描电镜(SEM)观察该焊接接头不同区域在含饱和水的超临界CO₂(40℃,10 MPa)气相环境中腐蚀后的形貌,并采用X射线衍射仪(XRD)分析腐蚀产物物相。结果表明：基材区和焊缝区主要由多种形式铁素体构成;细晶热影响区和粗晶热影响区组织为多种形式铁素体和珠光体;在含饱和水的超临界CO₂环境中焊接接头各区域都发生明显的CO₂腐蚀,花型碳酸亚铁腐蚀产物岛分散在致密腐蚀产物表面,且腐蚀产物膜下出现腐蚀坑;基材区、焊缝区、粗晶热影响区的M-A岛主要在晶界析出,故膜下局部腐蚀严重,而细晶热影响区的M-A岛在晶体内弥散析出且晶粒细小,故膜下局部腐蚀轻微。     

BTW热轧中锰钢MAG焊接性能研究

研究了BTW热轧中锰钢MAG焊焊接性能,利用金相显微镜、拉伸试验机、冲击试验机、维氏硬度计等分析了焊接接头组织结构、力学性能等。实验结果表明,焊接接头平整、光滑,未发现夹渣、宏观裂纹等焊接缺陷。焊缝室温组织由铁素体和奥氏体组成,热影响区奥氏体晶界和晶粒内部有碳化物析出。焊接接头力学性能高于母材,室温抗拉强度在750 MPa以上,焊缝区冲击功为116 J。焊接接头热影响区显微硬度高于焊缝显微硬度,焊缝清根部显微硬度高于焊缝表面显微硬度。清根处焊缝显微硬度为290 HV,热影响区显微硬度在300 HV以上,焊接接头在(160 mm,180°)的弯曲试验中表现为合格。     

2219铝合金薄板拉延件与锻件焊接接头的组织和性能分析

针对2219铝合金薄板拉延件与锻件的对接,采用TIG焊接工艺进行焊接,分析了接头的组织形貌、硬度分布特点、力学性能和断裂特征。研究结果表明,拉延件和锻件焊接接头靠近熔合线的焊缝区组织基本相同,均是由柱状枝晶和等轴晶组成,靠近熔合线的热影响区组织不同,拉延件一侧的板条状组织呈现组织和性能上互不相同的若干小区,锻件一侧的晶粒形状不规则,比拉延件一侧更粗大,晶界边更长。焊接接头的焊缝区硬度最低,两边热影响区的硬度呈波浪式上升并最终上升至母材硬度,拉延件比锻件的接头软化区更宽,塑性更好。焊接接头抗拉强度平均值可达到305.58 MPa,δ5伸长率平均值可达到5.21%。接头通常断裂在锻件一侧熔合线处,断口的大、小韧窝交错排列,一部分韧窝较深,撕裂棱较多,一部分韧窝较浅,具有层状撕裂形貌。     

激光焊接热轧态1000MPa级高强钢焊接接头组织及性能

采用CO2激光焊接抗拉强度为1 000 MPa,厚度6 mm的热轧高强钢板,对焊接接头的显微组织、硬度、抗拉强度、抗冲击性能及断口形貌进行了研究。结果表明,焊缝组织以粗大的板条马氏体为主,有少量的下贝氏体组织;热影响区组织以细小的板条马氏体、粒状贝氏体及少量的残余奥氏体为主,其中回火区和不完全正火区,组织分布极不均匀,呈与母材相一致的细长带状分布,晶界处以细小的马氏体和贝氏体为主,割裂了组织的连续性;焊接接头的显微硬度值为母材焊缝热影响区,异于一般钢材的焊接,这与母材热轧态的组织特征密切相关,其中回火区和不完全正火区是焊接接头的软化区,由于组织粗大且生成了大量贝氏体的缘故;接头的拉伸和冲击性能与显微硬度的分布吻合较好,接头强度虽与母材等强,而塑性只有母材的一半,断裂部位位于热影响区回火区和不完全正火区,需通过改变焊接工艺或焊后回火处理来改善焊接接头的力学性能。     

锅炉用钢的焊接与热腐蚀性能试验研究

在腐蚀介质为Na Cl∶Na_2SO_4=1∶2、热腐蚀温度为650℃条件下,对锅炉用Super304H、TP347H和HR3C不锈钢焊接接头进行了模拟锅炉实际工作环境的热腐蚀试验,研究了腐蚀温度和时间等对焊接接头不同区域抗热腐蚀性能的影响,并对腐蚀形貌和腐蚀产物进行了分析。结果表明,对比3种锅炉用钢焊接热影响区的热腐蚀增重率可见,TP347H锅炉钢热影响区的热腐蚀增重率最小,其次为Super304H锅炉钢,而HR3C锅炉钢热影响的耐热腐蚀性能最差;Super304H焊接接头、TP347H焊接接头和HR3C焊接接头的腐蚀区域宽度分别为48、38和88μm,腐蚀区形态疏松且存在明显腐蚀孔洞。     

X65管线钢激光焊接接头组织和力学性能研究

采用JKR5060B多功能数控激光器对X65钢进行焊接,对激光焊接件进行表面探伤测试,进行X65管线钢激光焊接接头的微观组织与力学性能的研究。利用光学显微镜观察焊接接头宏观形貌,用扫描电镜观察试样的基体、焊缝区与热影响区的微观组织,并利用硬度计进行硬度测试。结果表明,接头处宏观形貌呈"漏斗形",激光焊接X65钢成形良好,无明显缺陷。焊缝区上部和下部组织不完全相同,焊接接头因有马氏体及贝氏体的存在,焊缝区硬度高于热影响区与基体,热影响区自上而下呈现宽度递减、硬度递增的趋势。从缺陷和硬度角度来看,激光焊接X65管线钢在技术上是可行的,但仍需着力解决焊接接头激光扫描终点处出现细小裂纹的问题。     

基于Incoloy800H钨极氩弧焊接头组织及其性能分析

在2 mm厚800H合金钨极氩弧焊试验的基础上,研究焊接接头的微观组织和析出相成分,并分析焊接接头的力学性能和抗晶间腐蚀性能,观察拉伸断口和晶间腐蚀试样的形貌。结果表明:焊缝组织为柱状晶和等轴晶,热影响区晶粒明显长大,焊接接头中有少量的TiN和富Cr相(Fe,Cr)_(23)C_6析出相存在;母材、热影响区和焊缝的HV硬度分别为1730、1526和1590 MPa;室温抗拉强度和延伸率分别为565.0 MPa、31.8%,均超过ASME标准关于800H合金规定值(450.0 MPa和30.0%),拉伸断裂为韧性断裂;焊接接头高温(650℃)抗拉强度和延伸率分别为394.5 MPa、15.5%,其断口是混合型断口;较接头组织,母材腐蚀更为严重,表面晶界开裂并伴有少量且尺寸较小的腐蚀坑,基体中TiN缺陷处易引起点蚀。     

中厚度高氮钢激光-MIG复合焊接头组织与性能研究

采用激光-MIG复合焊接方法,对20 mm厚的高氮奥氏体不锈钢板进行对接焊,分析了焊接接头的组织、硬度、力学性能及断口形貌。结果表明,复合焊接热影响区和焊缝组织均为奥氏体和少量δ-铁素体,热影响区较窄,软化区较小,硬度较为均匀;焊接接头抗拉强度达到母材的93.8%,断裂于焊缝区,拉伸断口形貌为明显的韧窝状。     

超超临界锅炉水冷壁T23/12Cr1MoV异种钢焊接接头焊后热处理裂纹分析

分析了T23/12Cr1MoV异种钢焊接接头焊后热处理裂纹的宏观和微观特征、断口形貌及接头的显微组织,测试了接头的硬度分布,在此基础上讨论了裂纹的性质及形成原因,并提出了防止裂纹的措施。结果表明,裂纹启裂于T23钢侧焊趾部位,沿粗晶粒热影响区(CGHAZ)晶界扩展,为典型的再热裂纹。焊后热处理明显降低了异种钢焊接接头两侧热影响区的硬度,T23钢侧CGHAZ产生再热裂纹与其在焊后热处理过程中晶界析出碳化物有关,其析出促进了孔洞的形成。在焊后热处理前,对异种钢焊接接头进行一次550 ℃×1 h的中间热处理有利于抑制再热裂纹的产生。     

900 MPa级高强钢气保焊焊接接头的组织与性能

通过显微组织分析、硬度测试、极化曲线和扫描Kelvin探针技术,研究了900 MPa级高强钢气保焊焊接接头各区的组织与性能。结果表明:高强钢焊接接头焊缝区、重熔区、回火热影响区、正火热影响区和母材区的组织分别为下贝氏体、马氏体、回火索氏体、细晶珠光体和索氏体。焊接接头不同区域硬度有较大的差异,焊缝区硬度最高,母材区硬度最低,热影响区和熔合区内硬度发生突变;零电流电位Ei=0由相对更正至更负的顺序依次为:焊缝区、母材、重熔区和热影响区,扫描Kelvin探针测量结果表明焊缝区电子逸出功明显高于热影响区,两区域伏打电位相差在100 m V左右。在腐蚀介质中,焊接接头不同区域可形成一个多电极系统,其中,热影响区和重熔区将成为复杂多电极系统中的阳极,最先被腐蚀。     

DP590高强钢激光焊接接头组织与显微硬度分析

使用YAG型光纤激光器对DP590钢进行激光焊接试验,研究了焊接接头的微观组织和显微硬度。结果表明:激光输出功率为3 k W,焊接速度为3、4、5 m/min时,焊接接头外观形貌较好,没有出现裂纹、气孔。随着焊接速度的增大,焊接接头的焊缝区和热影响区的宽度逐渐减小。焊缝中心的组织为板条状的马氏体,靠近焊缝热影响区的组织为马氏体和少量的铁素体,靠近母材热影响区的组织为马氏体和大量的铁素体。接头焊缝区的显微硬度明显高于母材,焊缝中心的最高硬度为380 HV。焊接接头的硬度从焊缝到母材呈逐渐减小的趋势。     

T91/TP347H异种钢焊接接头的蠕变性能和微观组织及硬度

为探究服役对T91/TP347H异种钢焊接接头力学性能的影响,在620 ℃不同应力水平下,对T91/TP347H异种钢焊接接头进行了高温蠕变试验,分析其蠕变行为,并采用扫描电镜、光学显微镜和显微硬度计对T91/TP347H异种钢焊接接头服役前后的断口形貌、显微组织和显微硬度进行了研究。结果表明,高应力水平下,焊接接头失效更快,且断口更加粗糙并带有大的韧窝;相较于原始态,服役1×105 h后的焊接接头T91侧出现沉淀物粗化,晶界加宽,容易产生应力集中现象,使得材料产生沿晶界脆性断裂倾向;服役过后,T91侧出现软化现象,而TP347H侧和焊缝有强化现象,焊缝硬度显著增加,且焊接接头的T91侧硬度平均值均大于TP347H侧。文中基于宏观力学试验、微观组织观测和显微硬度测试,分析了服役前后T91/TP347H异种钢焊接接头的变化。 创新点： (1)从宏观力学试验、断口形貌以及金相分析多个角度,分析T91/TP347H异种钢焊接接头蠕变性能以及服役对母材、热影响区、焊缝区微观组织变化的影响。 (2)基于显微硬度测试,分析服役前后T91/TP347H异种钢焊接接头母材及焊缝区的硬度变化,服役对焊缝及TP347热影响区起硬化作用。     

5052铝合金激光焊接接头组织和性能研究

采用扫描电镜、显微硬度和抗拉强度等测试方法,研究了5052铝合金激光焊接接头组织和性能。研究结果表明,铝合金激光焊接接头热影响区主要为树枝晶,晶粒较为粗大;焊缝区主要为等轴晶,晶粒较母材和热影响区细小。铝合金激光焊接接头显微硬度焊缝区最高,热影响区最低。随着激光功率的增加,铝合金激光焊接接头抗拉强度先增加后降低,激光功率3.0 k W时达到最大值204.5 MPa,拉伸断口为典型的韧窝断口形貌。