T6热处理对7075铝合金FSW接头蠕变性能的影响

采用光学显微镜(OM)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及高温拉伸蠕变装置等研究了7075铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头经T6热处理后的显微组织、析出相以及蠕变性能。结果表明：经T6热处理后，7075铝合金搅拌摩擦焊接头焊核区细小的等轴晶发生长大，重新析出的η′相在数量、尺寸和分布状态均优于未热处理的接头；热处理后焊接头的稳态蠕变速率降低了至少1个数量级，蠕变寿命提高了2倍以上，蠕变机制由晶界扩散控制的位错滑移机制转变为自扩散控制的位错滑移机制。     

2024铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳性能

对2024铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳特性进行了研究,建立了接头的S-N曲线.疲劳试验结果表明,搅拌摩擦焊接头表现出良好的疲劳性能.搅拌摩擦焊接头具有细小的等轴晶组织和狭窄的热影响区,阻碍了滑移带的形成和裂纹的扩展,从而提高了接头的疲劳性能.疲劳断口分析显示,裂纹在接头底部启裂,通过位错的塞积作用使得滑移带扩展逐渐萌生裂纹,在交变应力的作用下最终断裂.     

11%Cr铁素体/马氏体钢蠕变前后的析出相研究

利用透射电镜和能谱仪研究了一种11%Cr铁素体/马氏体钢在蠕变前后的析出相的类型、成分、形貌以及尺寸分布。结果表明,蠕变前钢中的析出相主要为富Cr的M_(23)C_6碳化物,富Nb/富Ta-Nb的MX碳化物,富Nb的MX碳氮化物。在600℃,150 MPa应力下蠕变1100 h后(未发生断裂),M_(23)C_6相的化学成分和尺寸几乎没有变化,Ta-Nb富集的MC析出相溶解,Nb富集的MX析出相内Nb元素含量少量上升,Ta与Cr元素含量下降。MX相的尺寸在蠕变后明显减小。此外,在蠕变后的钢中发现了(Fe,Cr)_2W型的Laves相和M_6C型的碳化物。     

喷雾辅助FSW焊接RAFM钢数值模拟与性能

低活化铁素体/马氏体(reduced activation ferritic/martensitic,RAFM)钢搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)接头中的高温δ铁素体是影响其冲击韧性的主要因素. 通过喷雾冷却,降低焊接峰值温度并对接头进行快速降温,从而达到抑制δ铁素体生成的目的. 采用Fluent流体软件对RAFM钢FSW在不同喷雾冷却工况下的温度场进行模拟研究,综合模拟结果进行试验验证. 结果表明,液氮辅助FSW(FSW + LN₂)可有效降低焊接接头的峰值温度并加速焊后的降温速率. FSW + LN₂焊接接头冲击韧性由常规FSW接头的冲击吸收能量23 J提升至33 J,达到与母材等韧匹配,硬度变化趋势与常规FSW接头基本一致,焊接接头硬度远高于母材.     

SAVE12钢蠕变前后的微观组织分析

借助光学显微镜和透射电镜,研究了SAVE12钢的微观组织。结果表明,蠕变前后SAVE12钢组织主要为马氏体,也有少量δ-铁素体。蠕变前SAVE12钢中主要存在3种析出相,分别为富Nb的MX相,富Cr的M23C6相和富Fe的M5C2相。蠕变后部分MX相发生三点变化:Nb元素少量下降,其它金属元素少量增加;Nb元素较大下降,而Ta和W元素较大增加,变成富Ta的MX相;Nb元素较大下降,而Cr和V元素较大增加。蠕变后M23C6相化学成分基本没有变化,但析出量增加,且颗粒尺寸长大的不明显。蠕变后在δ-铁素体中有Laves相析出。     

LF2铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳特性

对LF2铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳特性进行了研究，建立了焊接头的S-N曲线。疲劳试验结果表明，搅拌摩擦焊接头表现出良好的疲劳性能，疲劳寿命N=10^6次的疲劳强度值约为59～65MPa。搅拌摩擦焊接头具有细小的等轴晶粒和狭窄的热影响区，阻碍了滑移带的形成和裂纹的扩展，从而提高了接头的疲劳性能。疲劳断口分析显示，随着驻留滑移带的扩展逐渐萌生裂纹，在交变应力作用下最终导致失效。     

阻碍钢的搅拌摩擦焊研究进展的关键问题

搅拌摩擦焊(FSW)是一种固相焊接技术,在焊接铝、镁及其合金等低熔点金属上发展已相当成熟。焊接异种金属也获得了缺陷少的接头。钢在工业上的应用比其他金属更广泛,因此目前搅拌摩擦焊的研究主要集中在钢板的焊接。本文主要讨论了制约搅拌摩擦焊焊接钢板的3个关键问题,即搅拌头的结构设计、开发价格低廉且有良好高温耐磨性的搅拌头材料及昂贵的搅拌摩擦焊设备。     

T91钢在500℃蠕变的微观组织演变

利用SEM、TEM对宝钢T91钢在500℃、不同持久蠕变应力下的微观组织进行了研究。结果表明,500℃蠕变后,位错明显减少,但马氏体板条、M23C6和MX尺寸稳定,仍具有很好的强化作用,说明在500℃蠕变时T91钢具有很好的组织稳定性;在蠕变试样中观察到了Laves相,其有两种形核点:一种是在高应力(320MPa)下,不受M23C6影响,单独形核;另一种是在低应力(280MPa)下,紧邻M23C6形核。Laves相的出现并没有损害T91钢的蠕变性能,是含Al夹杂物引发了T91钢的失效。     

P92钢焊接接头Ⅳ型蠕变断裂特性

在600—650℃,100—240 MPa对用埋弧自动焊工艺制备的P92钢焊接接头进行高温蠕变实验,采用OM,SEM和TEM等研究焊接接头的Ⅳ型蠕变断裂特性.结果表明,P92钢焊接接头的Ⅳ型断裂发生在高温和低应力条件下,存在一个临界Larson-Miller参数LMP和临界应力,它们的值分别约为35.5和120 MPa;Ⅳ型断裂部位的变形很小,位于靠近临界热影响区的细晶区,即加热峰值温度在A_C3附近,该部位显微结构退化为铁素体等轴晶及蠕变过程中Laves相在晶界析出和长大是影响Ⅳ型断裂的主要因素,M₂₃C₆粗化的影响较小;焊接接头Ⅳ型断裂是一种晶界孔洞聚集型蠕变断裂,孔洞在粗大Laves相附近形核,可用损伤晶界上孔洞面积分数f或孔洞面积分数a作为发生Ⅳ型断裂的微观判据,它们在650℃时的临界值分别约为0.5%和1.2%.     

P92钢焊接接头Ⅳ型蠕变断裂特性

在600-650℃,100-240 MPa对用埋弧自动焊工艺制备的P92钢焊接接头进行高温蠕变实验,采用OM,SEM和TEM等研究焊接接头的Ⅳ型蠕变断裂特性.结果表明,P92钢焊接接头的Ⅳ型断裂发生在高温和低应力条件下,存在一个临界Larson-Miller参数LMP和临界应力,它们的值分别约为35.5和120 MPa;Ⅳ型断裂部位的变形很小,位于靠近临界热影响区的细晶区,即加热峰值温度在Ac₃附近,该部位显微结构退化为铁素体等轴晶及蠕变过程中Laves相在晶界析出和长大是影响Ⅳ型断裂的主要因素,M₂₃C₆粗化的影响较小;焊接接头Ⅳ型断裂是一种晶界孔洞聚集型蠕变断裂,孔洞在粗大Laves相附近形核,可用损伤晶界上孔洞面积分数f或孔洞面积分数a作为发生Ⅳ型断裂的微观判据,它们在650℃时的临界值分别约为0.5%和1.2%.     

CLAM钢搅拌摩擦焊接头高温蠕变行为

针对核聚变堆用CLAM钢,对焊后热处理的搅拌摩擦焊接头在823 K条件和180～300 MPa应力水平下的单轴拉伸蠕变性能、断口形貌、显微组织进行了研究.结果表明,当蠕变应力由300,260及220 MPa降低到180 MPa时,CLAM钢搅拌摩擦焊接头的蠕变寿命分别由1.5,19.2及883 h增加到6769 h以上...     

6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头 微观组织及耐应力腐蚀性能

利用光学显微镜、透射电镜以及四点弯曲应力腐蚀方法研究6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的微观组织及其应力腐蚀性能。结果表明,6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头硬度分布呈"W"型,其中热影响区的硬度最低,焊核区的硬度有所升高,母材硬度最高;铝合金母材的主要强化相为含铜Q'相,而焊核区大部分强化相消失,存在大量位错,主要强化机制为细晶强化、位错强化和固溶强化;搅拌摩擦焊接头表现出良好的抗应力腐蚀性能,但仍出现点蚀现象,其中热影响区为接头耐蚀性的薄弱部位。     

搅拌摩擦焊AA7075-T651铝合金接头的疲劳裂纹扩展(英文)

研究12 mm厚AA7075-T651铝合金板搅拌摩擦焊接头的疲劳裂纹扩展行为。从搅拌摩擦焊接头以及母材中截取试样,对试样进行疲劳裂纹扩展实验。对搅拌摩擦焊接头以及母材的横向拉伸性能进行评估。用光学显微镜和透射电镜分析焊接接头的显微组织。用扫描电镜观察试样的断裂表面。与母材相比,焊接接头的ΔKcr降低了10×10-3 MPa·m1/2。搅拌摩擦焊AA7075-T651接头的疲劳寿命明显低于母材的,其原因可归结于焊缝区的析出相在搅拌摩擦焊接过程中的溶解。     

形变量对形变热处理中国低活化马氏体钢显微组织的影响

在Gleeble3500热模拟试验机上对中国低活化马氏体钢进行形变热处理,变形温度为850℃,形变量范围为15%~60%,应变速率为10 s-1,研究形变量对实验钢显微组织的影响。结果表明:形变热处理后,晶粒出现明显的细化,形变量为60%时晶粒细化最为显著,平均尺寸约为5μm;随着形变量的增加马氏体板条有细化的趋势,同时马氏体板条内部产生高密度位错,为纳米级颗粒碳氮化物MX相的形核提供有利位置,促进MX纳米级颗粒大量析出。当形变量为60%时MX纳米级颗粒数量最多,析出的MX纳米级颗粒进一步阻碍位错的滑移,钉扎位错,起到析出强化的作用,同时具有良好的韧性,从而改善高温力学性能,提高高温组织稳定性,以达到提高高温使用温度的目的。     

Laves相析出对P92钢合金元素再分布的影响

对P92钢进行650℃,0~5000h时效实验,采用萃取复型和电化学萃取2种方法分离时效样品中的沉淀相,采用电感耦合等离子体发射光谱仪和EDS测定萃取物中合金元素的含量,揭示Laves相析出引起的合金元素再分布规律.利用Brinell硬度计测试P92钢时效过程中的硬度变化.根据合金元素再分布特性,建立基体溶质原子贫化损伤演化方程,采用基于物理本质的CDM模型评价其析出对P92钢蠕变寿命的影响.结果表明,时效前P92钢中约86%的W和Mo固溶于基体,剩余的14%分配在M23C6中.P92钢时效过程中由于Laves相析出发生合金元素的迁移,其析出主要夺取基体中的W和Mo原子,对时效前已析出的M23C6和MX相的成分影响很小.Laves相完全析出后,基体中W和Mo的分配量均降至50%左右.Laves相的析出还消耗基体的一部分Cr,使其分配量减少约3.6%.Laves相析出明显削弱溶质原子的固溶硬化作用,CDM计算表明,其析出使P92钢在650℃,100MPa下的蠕变寿命缩短24%左右.     

GH4169高温合金惯性摩擦焊接接头的蠕变性能

研究了GH4169高温合金惯性摩擦焊接头的高温蠕变和持久性能,在595℃条件下,随着应力的增大,接头和母材在达到同一稳态蠕变速率ε时,接头承受的蠕变应力略小于母材;在断裂前,相对于母材,接头能承受更大的稳态蠕变速率.在650℃,承受较大应力水平时,GH4169惯性摩擦焊接头持久强度稍弱于母材,但差别很小;较低应力水平时,接头的持久强度则显著大于母材.     

铁素体-奥氏体异种钢接头的界面组织及力学性能

为提高电站锅炉过热器铁素体－奥氏体异种钢焊接接头的高温蠕变断裂强度和服役寿命，设计了专用的镍基填充材料及组合焊接接头。通过对不同焊缝接头的高温蠕变力不试验，焊缝界面组织变化分析，碳扩散和热应力的测试分析，认为在高温低力的条件下，接头焊缝界面及热影响区碳元素扩散迁移和碳化物聚集是影响接头蠕变断裂强度的重要原因。     

镍基单晶合金高温蠕变变形与损伤行为

通过蠕变性能测试和组织观察,研究了镍基单晶合金在高温蠕变期间的变形和损伤行为.结果 表明,该合金在1040℃/137 MPa条件下的蠕变寿命为556 h,表现出优异的蠕变抗力.合金在稳态期间的蠕变特性是位错在γ基体中滑移和攀移越过筏状γ'相.在蠕变后期,合金的变形特征是位错剪切进入筏状γ'相,剪切γ'相的位错可以交滑移...     

搅拌摩擦焊接接头的静载力学行为和疲劳特性

对LF2铝合金搅拌摩擦焊接接头的静载力学行为和疲劳特性进行了研究，建立了焊接接头的孓Ⅳ曲线。力学实验结果表明：LF2铝合金搅拌摩擦焊接接头的最高抗拉强度为252．8MPa，是母材抗拉强度的95．4％。疲劳实验结果表明：搅拌摩擦焊接接头表现出良好的疲劳性能，疲劳寿命N=10^5次的疲劳强度为59～65MPa。显微组织分析表明：搅拌摩擦焊接接头具有细小的等轴晶粒和狭窄的热影响区，阻碍了滑移带的形成和裂纹的扩展，从而提高了接头的疲劳性能。疲劳断口分析显示：随着驻留滑移带的扩展逐渐萌生裂纹，在交变应力作用下最终导致失效。     

含Re/Ru镍基单晶合金的高温蠕变行为和损伤特征

通过蠕变性能测试和组织观察,研究4.5％Re/3％Ru镍基单晶合金在高温的蠕变行为和损伤特征.结果表明:测定出该合金在(1100℃,140 MPa)下的蠕变寿命为476 h.合金在高温稳态蠕变期间的变形机制是位错在γ基体中滑移和攀移越过筏形γ′相,在蠕变后期的变形机制是位错在基体中滑移和剪切筏状γ′相.其中,剪切进入γ...