长期服役对316L不锈钢HAZ组织及性能的影响

采用金相分析的方法,对服役15年后发生应力腐蚀失效的箱式储罐用316L不锈钢焊接接头热影响区（heat-affected zone,HAZ）组织进行观察分析.探讨了HAZ富Cr相的析出行为及其对耐蚀性的影响,并对服役前后的焊接接头HAZ进行了应力腐蚀敏感性对比试验.结果表明,经长期服役的316L不锈钢HAZ内析出相主要是富Cr碳化物和σ相,平均腐蚀54 h后HAZ出现应力腐蚀裂纹;未经服役的焊接接头试样腐蚀200 h后未发生应力腐蚀开裂;表明HAZ内富Cr碳化物及σ相在焊接过程中形核,服役期间在残余应力等因素的促进下持续长大,焊接接头应力腐蚀敏感性显著增加.     

高强铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀防护研究进展

搅拌摩擦焊被广泛应用于航空航天等重要工业领域的高强铝合金结构件的连接,由于高强铝合金接头的抗腐蚀性能较差,限制了其进一步的应用,实际应用中必须对接头进行腐蚀防护。文中详细综述了目前高强铝合金搅拌摩擦焊接头的四种腐蚀防护方法:降低热量输入、焊后热处理、表面改性和喷涂涂层,指出了高强铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀防护今后的研究方向。     

2219铝合金母材及搅拌摩擦焊接头应力腐蚀敏感性

利用慢应变速率拉伸试验,研究2219铝合金母材及搅拌摩擦焊接头在不同腐蚀介质环境中的应力腐蚀行为.运用性能损失率指标和应力腐蚀指数评价材料的应力腐蚀敏感性.结果表明,应变速率为10-6 s-1时,2219铝合金母材和FSW接头在3.5%Na Cl介质环境中SCC敏感性小,断口由韧窝塑性区和腐蚀区组成;在剥蚀介质环境中,母材和FSW接头SCC敏感性大,断口呈冰糖状,有较深的腐蚀坑和二次裂纹,为沿晶脆性断裂.FSW接头SCC敏感性较母材大.     

铝铜系合金焊接接头应力腐蚀开裂与工艺的相关性

铝合金在用于焊接结构时,由于焊接热循环的作用,出现了因过时效而导致接头热影响区的软化(即沉淀相分解析出)现象,不仅使得接头强度性能降低,同时由于组织的不均匀性和贫铜区的形成,易产生电化学腐蚀破坏,也使接头的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性显著增大,这是长期以来一直未获解决的工程实际问题。在此阐述了铝铜系合金焊接接头开裂的机理、接头应力腐蚀开裂的特点以及与焊接工艺的相关性。采用慢应变速率试验和金相观测辅助技术,得到了该类铝合金在不同焊接方法下的焊接接头和母材的应力腐蚀敏感性对比。     

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.     

液氮急冷下高强铝合金焊接接头微观组织研究

为了降低高强铝合金焊接热裂纹敏感性,在相同焊接工艺参数条件下,采用钨极氩弧焊焊接7075铝合金时,在不同方位及距离熔池中心的不同位置喷射液氮急冷。通过光学显微镜分析在液氮急冷条件下高强铝合金焊接接头的微观组织变化,从而找到液氮喷射的最佳位置。试验结果表明,正常焊接时的铝合金焊缝晶粒尺寸较粗大,焊缝区有明显柱状晶;但在熔池一侧喷射液氮冷却时,焊缝晶粒出现等轴晶,且晶粒大小更加均匀、细小,这将利于降低高强铝合金焊接接头的热裂纹敏感性。     

铝/钢异种金属MIG熔钎焊接头腐蚀性能研究

采用脉冲旁路耦合电弧(DE-GMAW MIG)熔钎焊和ER5356铝合金焊丝对1060铝/Q235镀锌钢异种金属进行了搭接焊。用浸泡腐蚀试验和电化学腐蚀试验对焊接接头的腐蚀行为进行了研究,分析了焊接热输入对焊接接头腐蚀性能的影响。通过SEM并结合EDS对接头的腐蚀形貌和表面腐蚀产物进行了观察与分析。结果表明:铝/钢焊接接头处出现了显著的电偶腐蚀,且随着焊接热输入的增大,焊接接头的耐腐蚀性能下降。铝/钢焊接接头界面反应层金属间化合物的形成对铝/钢焊接接头的腐蚀性能是不利的,应尽量避免形成过多的界面层金属间化合物。     

高强铝合金TIG和MIG焊接接头组织与耐腐蚀性能的研究

为研究不同焊接形式对高强铝合金焊接接头组织与耐蚀性能的影响,本文采用金相组织观察、力学性能测试、电化学测试及失重试验研究了手工TIG、半自动MIG和机器人MIG三种焊接方式的高强铝合金焊接接头组织与耐蚀性能。结果表明,焊核区受热输入的影响使组织晶粒粗大,导致材料的硬度下降,其中半自动MIG焊核区的晶粒相比于其他两种焊接方式的细小。热影响区由于受到热循环的作用,晶粒长大,硬度相比于母材有所降低。热影响区的腐蚀电位按照半自动MIG、手工TIG和机器人MIG的顺序依次降低,焊核区的腐蚀电位按手工TIG、半自动MIG和机器人MIG的顺序依次下降。焊核区主要发生点蚀和晶间腐蚀。     

盐水环境下2024铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀行为

采用电化学腐蚀试验研究了2024-T3铝合金搅拌摩擦焊接头在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀特征和腐蚀行为,结合金相显微镜、扫描显微镜等分析手段研究了接头腐蚀后的表面形貌,并对其腐蚀机理进行了初步探讨。结果表明:接头不同区域腐蚀敏感性不同,搅拌摩擦焊接头焊核区和热影响区的耐蚀性低于母材,焊核区腐蚀最严重。     

异种高强钢气保焊焊接接头的氢脆敏感性

利用氢渗透试验、电化学测试、慢应变拉伸试验(SSRT)研究了异种高强钢气保焊焊接接头在海水中的氢渗透行为及应力腐蚀敏感性,并结合扫描电镜对断口形貌进行了观察。结果表明:异种钢焊接接头各区域的耐蚀性能和氢渗透特性存在明显差别,A侧热影响区的耐蚀性能最差并有明显的析氢倾向;充氢后焊接接头的腐蚀倾向和析氢倾向加剧,自腐蚀电位发生负移,析氢电位正移;不同阴极极化电位拉伸下,异种钢焊接接头的抗拉强度和规定塑性延伸强度都分别在830 MPa和760 MPa左右,介于基体A和基体B之间,断裂位置均在A侧热影响区,表明A侧热影响区是焊接接头产生氢脆断裂的危险区域,当阴极极化电位负于-950 mV时,焊接接头出现明显的氢脆特征。     

Recent progress in corrosion protection of friction stir welded high-strength aluminum alloy joints

Friction stir welding (FSW) has been widely used in many industries, with which high-strength aluminum alloys can be well joined. However, the corrosion resistance of FSW high-strength Al alloy joints is relatively poor, which limits their industrial applications. The joints shall be protected against corrosion. In this review, therefore, the current status and development of corrosion protection for FSW high-strength Al alloy joints are presented. Particular emphasis has been given to different protection methods: lowering heat input, post-weld heat treatment, surface modification and spray coatings. Finally, opportunities are identified for further research and development in corrosion protection of FSW high-strength Al alloy joints.     

7B04铝合金及其螺接件的微观腐蚀机制及耐久性研究

目的 以飞机结构用7B04高强铝合金及其螺接件为实验对象,通过室内加速腐蚀试验模拟试样在南海海洋大气环境中的环境损伤,并深入分析其微观腐蚀机制与疲劳性能的内在联系。方法 通过数码相机、3D共聚焦显微镜、扫描电子显微镜等手段,研究模拟南海海洋大气环境下7B04铝合金及其螺接件的宏观/微观腐蚀特征,并借助疲劳测试分析经不同腐蚀周期后铝合金试样及螺接件的疲劳寿命。结果 铝合金及其螺接件经室内加速腐蚀试验后发生的腐蚀行为出现了明显差异,7B04铝合金试样表面发生的腐蚀行为以点蚀为主,而螺接件的腐蚀行为更加复杂。其中,远离螺接区域的暴露区的腐蚀情况与铝合金试样一致,在螺接区域发生了明显的缝隙腐蚀。此外,铝合金试样及螺接件随腐蚀周期变化的劣化规律也有所不同,腐蚀使得试样的疲劳性能均不同程度地下降。7B04铝合金疲劳寿命的递减趋势相对平缓,而螺接件在腐蚀进行到第2周期时其疲劳寿命就已降至原始寿命的一半,在腐蚀进行到第4周期时,螺接件的力学性能基本丧失。结论 经腐蚀后,铝合金试样出现了点蚀,且随着时间的延长出现了均匀腐蚀的趋势,疲劳寿命的递减趋势相对平缓。尽管螺接件的过渡区发生了严重腐蚀,但缝隙区诱发的局部腐蚀导致螺接件的受力面积减小,这是造成其疲劳寿命急剧衰减的首要因素。     

7075铝合金MIG焊接头金相组织、力学性能和耐蚀性的应力敏感性

作为航空航天和轨道交通领域有竞争力的一类高强高硬铝合金,7系铝合金的焊接及其性能研究引发关注.以单面焊和双面焊7075铝合金为研究对象,对接头的金相组织、力学性能进行研究,并对其在不同应力下3.5％NaCl溶液中的耐蚀性进行对比分析.结果表明,与单面焊工艺相比,双面MIG焊接7075铝合金焊缝的金相组织更均匀细小,但两...     

双相不锈钢及其焊接接头腐蚀研究进展

双相不锈钢耐点蚀、耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀性能优良,是优良的海洋用金属材料,但其焊接接头常成为薄弱区而发生腐蚀问题.从材料因素综述了双相不锈钢腐蚀研究的进展.首先,总结了合金元素和热处理对双相不锈钢耐腐蚀性能的影响.合金元素分配及其引起的二次相析出及产生的元素贫化区、铁素体/奥氏体相比例的变化决定双相不锈钢的耐腐蚀...     

Effect of welding speed on microstructure and corrosion resistance of Al–Li alloy weld joint

The corrosion resistance of a weld has a great impact on the service life of the joint. Changes in welding parameters can cause changes to the heat input, which affect the formation of the weld bead and the precipitation of the second phase, which determines the corrosion resistance of the weld. In this paper, the effect of a change in the welding speed on 2195 aluminium–lithium (Al–Li) alloy joints welded by laser and metal inert gas (laser-MIG) hybrid welding using Al–Si welding wire was studied. The macrostructure and microstructure of the weld were characterized by optical microscopy, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. The results show that the predominant precipitates in the laser-MIG hybrid welded Al–Li alloy were the θ (Al₂Cu) and T (Al–Li–Si) phases. As the welding speed increased from 11.5 mm/s to 16.5 mm/s, the heat input decreased, and the amount of the precipitated phase increased. Intergranular corrosion and electrochemical experiments were carried out on the weld seam, and the corrosion resistance was tested. With increasing welding speed, the corrosion resistance of the weld decreased. The high potential of the precipitated phase decreased the corrosion resistance of the weld joint.     

双相不锈钢焊接接头的耐蚀性研究

综述了双相不锈钢的焊接接头的耐蚀性研究进展及采用的研究方法和已取得的成果。主要介绍了双相不锈钢在焊接过程中,不同的热处理方式、不同的焊接工艺给双相不锈钢焊接接头的耐蚀性带来的影响。结果表明,采用合适的输入热能量、多层焊接、Ar＋2％N2混合保护气、手工电弧焊（SMAW）和钨极氩弧焊（TIG）相配合,可以使得焊接接头具有优良的耐蚀性能。     

Al-Cu-Li合金在盐溶液中的腐蚀行为以及腐蚀机理研究进展

Al-Cu-Li合金是航天航空工业中重要的轻质结构材料，已成为国产大飞机结构件的关键材料之一。飞行器在海洋等潮湿环境服役时，易受到具有腐蚀性的卤化物阴离子的侵蚀，尤其是在Cl^-离子侵蚀作用下，Al-Cu-Li合金构件表面易出现点蚀、晶间腐蚀和剥落腐蚀现象。Al-Cu-Li合金的局部腐蚀主要归因于合金相与合金基体间存在电势差，进而导致在腐蚀介质中形成微型腐蚀原电池。综述了Al-Cu-Li合金在NaCl溶液中的腐蚀行为以及热处理工艺对合金耐腐蚀性能的影响，重点分析了粗大第二相颗粒和时效析出相对Al-Cu-Li合金腐蚀性能的影响，研究了典型第3代Al-Cu-Li（2A97-T3、2A97-T6、2060-T8和2099-T83）合金以及航空用常规高强铝合金2024-T4在3种不同浓度NaCl溶液中的侵蚀行为以及在质量分数3.5%NaCl溶液中的电化学行为。综合分析各试样的微观腐蚀形貌、腐蚀电化学参数以及腐蚀程度，最终得出各试样的耐腐蚀性能由强至弱为：2A97-T3>2A97-T6>2024-T4>2060-T8>2099-T83。最后揭示了Al-Cu-Li合金在腐蚀介质中的腐蚀机理，总结了在海洋环境下铝合金的防腐措施。本文为后续Al-Cu-Li合金防腐性能的发展和飞机耐腐蚀性能的提升提供了参考。     

Effect of cooling conditions on corrosion resistance of friction stir welded 2219-T62 aluminum alloy thick plate joint

Friction stir welding (FSW) with water cooling and air cooling was used to weld 2219-T62 aluminum alloy joints with a thickness of 20 mm. The effect of cooling conditions on the corrosion resistance of joints in 3.5% NaCl solution was investigated using the open circuit potential (OCP), the potentiodynamic polarization, and the corrosion morphology after immersing for different time. And the precipitates distribution was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The results reveal that the weld nugget zone (WNZ) owning positive potential, lower corrosion current density and fine and uniform precipitates, is much more difficult to corrode than the heat affected zone (HAZ) and the base metal (BM). Compared with air-cooled joint, the water-cooled joint has better corrosion resistance. In addition, the results of microstructure observation show that the potential, distribution and size of second phase particles determine the corrosion resistance of FSW AA2219 alloy joints in chlorine-contained solution.     

厚板铝合金搅拌摩擦焊接头不同状态微观组织与力学性能

对14 mm厚2219～O铝合金板进行了搅拌摩擦焊接,研究了无缺陷、有缺陷和经焊后热处理的接头分层切片的微观组织、力学性能和断裂方式.结果表明:无缺陷接头的抗拉强度σb和屈服强度σMM0.2分别从上部的160.8和96.8 MPa下降至底部的146和86 MPa;有缺陷接头的σb和σ0.2分别从上部的132.9和94 MPa下降至底部的126和78.8 MPa;经焊后热处理的试样中部的σb最高,达到243.8 MPa,而上部的σ0.2最高,为123.3 MPa;延伸率δ则依次升高,无缺陷,有缺陷和热处理后接头的δ分别由上部的6.7%,4.8%和7.5%升高至底部的10.1%,8.5%和14%.经焊后热处理的接头焊核区晶粒沿厚度方向更均匀和细小,力学性能明显提高,并以韧性断裂为主,显微硬度波动很小.对于有缺陷接头,焊接缺陷严重降低了接头的力学性能,主要以韧-脆混合方式断裂,各分层的显微硬度均低于无缺陷接头.     

2219铝合金焊接接头晶间腐蚀行为

采用晶间腐蚀试验及极化曲线测试方法对2219铝合金母材、搅拌摩擦焊（FSW）及钨极氩弧焊（TIG）接头的腐蚀行为进行分析,借助金相显微镜、激光共聚焦显微镜、体视显微镜、扫描电镜及能谱仪分析腐蚀形貌及腐蚀产物.结果表明,2219铝合金母材及焊接接头的腐蚀行为主要与析出相有关,Al₂Cu的析出导致贫铜的无沉淀带作为阳极优先溶解.母材的抗晶间腐蚀能力最差,由表面点蚀开始,沿轧制方向逐渐发展为剥落腐蚀;TIG焊次之,表现为网状晶间腐蚀;FSW焊最低,焊核表现为点蚀,散落分布于表面.