高温停留时间对细晶粒钛合金粗晶区组织的影响

采用热模拟试验方法,研究了高温停留时间对显微组织为等轴状结构的细晶粒Ti-6Al-4V合金热影响区粗晶区晶粒生长、微观组织转变和性能的影响.结果表明,较长的高温停留时间作用下,粗晶区晶粒严重粗化.晶内精细结构占主体的是相互交错排列的片状α'马氏体,其亚结构以孪晶为主;而随着高温停留时间的减少,粗晶区晶粒长大趋势减小,晶内α'马氏体呈板条状,板条内部存在高密度位错;粗晶区硬度随高温停留时间的增加而减小;较小的高温停留时间作用下,粗晶区具有更小的晶粒尺寸,其晶内位错马氏体束较细小,具有更好的综合力学性能.     

细晶粒钛合金焊接接头粗晶区的精细结构

采用透射电子显微镜,研究显微组织为等轴状结构的细晶粒Ti-6Al-4V合金在3种焊接参数作用下焊接接头粗晶区的精细结构,并测量接头显微硬度的分布.结果表明:粗晶区晶内初生α′马氏体随热输入增大显著粗化,其形态特征由针状长大成为板条状;在较大热输入下相互平行排列的α′马氏体板条束引起粗晶区强度和延展性下降;初生α′马氏体内部的亚结构以位错和堆垛层错为主,并存在少量孪晶,随热输入增大,位错密度增加;热输入增大也引起由残余β相转变生成的次生α′尺寸增大;3种焊接参数下的热影响区中均未出现软化现象.     

细晶粒钛合金热影响区晶粒长大规律

细晶粒钛合金经历焊接热循环后,热影响区粗晶区晶粒具有严重的长大倾向。针对TIG焊接过程,研究了显微组织为等轴状结构的细晶粒Ti-6Al-4V合金粗晶区晶粒长大规律,分析了晶粒粗化对粗晶区组织转变和接头硬度的影响。结果表明,母材晶粒细化引起的冷却过程中卢相变点变化,导致细晶粒Ti-6Al-4V合金粗晶区晶粒与普通Ti-6Al-4V合金相比具有更小的长大倾向;马氏体形核率的降低导致细晶粒Ti-6Al-4V合金粗晶区a’马氏体束在生长过程具有更强的位相性,晶界片状马氏体片层厚度和晶内马氏体板条长度随粗晶区晶粒尺寸增加明显增大;与普通Ti-6Al-4V合金相比,细晶粒Ti-6Al-4V合金粗晶区晶粒长大未引起软化问题。     

冶金处理方式对高强钢粗晶热影响区组织与韧性的影响

利用热模拟技术，研究了450MPa级耐大气腐蚀钢不同焊接条件下焊接热影响区组织与性能变化，通过TEM观察不同冶金处理方式（RH精炼炉中加Ti，LF精炼炉中加Ti）第二相粒子的形貌和分布。试验结果表明，在合金成分基本相同的情况下，通过LF精炼炉加Ti的冶金处理，粗晶热影响区中的第二相粒子尺寸更细小，分布1更弥散，阻碍奥氏体晶粒长大的效果更突出。     

超级钢焊接接头粗晶区的精细结构

用电子显微镜观察了超级钢的熔化极混合气体保护脉冲焊三种焊接参数下的焊接接头粗晶区的精细结构，并测量了显微硬度沿焊缝的分布．结果表明：三种焊接参数下的热影响区中均未出现软化现象；随着热输入线能量的升高，粗晶区中的铁素体形态和碳化物的形态、分布和取向也变得复杂多样．在线能量低的接头粗晶区中，铁素体以块状为主，碳化物数量较少，呈粒状；在线能量较高的接头粗晶区中，铁素体以板条状为主，并在其上分布大量等轴状的亚单元，碳化物分布在亚单元的边界上或亚单元内部；在线能量高的接头粗晶区中，铁素体为板条状、块状，碳化物呈粒状，棒状等平行地分布在铁素体上，并与板条长轴呈不同的夹角。     

细晶粒钛合金薄板TIG焊温度场分析

采用数值模拟和试验相结合的方法分析了不同晶粒尺寸的细晶粒Ti-6Al-4V钛合金薄板常规钨极氩弧焊(TIG)焊接过程中的温度场.结果表明,不同晶粒尺寸的细晶钛合金的温度场相似,但是随着母材晶粒尺寸减小,晶界增多,热导率与比热容都相应减小,且比热容减小幅度较大.所以较细晶粒尺寸钛合金热传递速度较慢,同一温度的等温线的范围大于较粗晶粒钛合金的相应值,并且距离焊缝中心越远,这种差距越明显.较细晶粒尺寸钛合金距离焊缝中心相同点的峰值温度也明显高于较粗晶粒尺寸钛合金.     

细晶粒钛合金GTAW焊缝成形性能分析

通过常规及细晶粒Ti-6Al-4V钛合金的GTAW试验,对比了不同焊接工艺时两种钛合金的焊缝成形.结果表明,由于细晶钛合金晶粒细化,晶界增多,而使热导率降低,焊接过程中晶界对热量传导的阻碍作用变大,这就使得细晶粒钛合金的焊接参数范围变窄,在很大的电流参数范围内,细晶粒钛合金的焊缝成形性能均比常规钛合金差很多;但是在一个较窄的电流变化围内,细晶钛合金的焊缝成形性能优于常规钛合金,超出此范围,成形较差;并讨论了可能的影响因素;针对文中的试件规格推荐了一个最优的焊接电流参数为47～48 A.

Abstract：

Fine grain titanium alloy is used extensively in aerospace and ailrraft because of its excellent comprehensive properties and outstanding machinability. Fine grain Ti-6Al-4V alloy and common grain Ti-6Al-4V alloy were welded by tungsten iner-gas arc welding( GTAW) respectively. Welding parameters and appearance of two Ti-6Al-4V alloys welded were investigated. The results indicate that the heat conductivity impediment of grain boundary strengthened because of fine grain Ti-6Al-4V alloy grains refinement and grain boundary increasing. Thus, its coefficient of heat conductivity is decreasing . Camparing with appearance of common grain Ti-6Al-4V alloy, when the range of welding current parameter was wide, the appearance of fine grain Ti-6Al-4V alloy was bad. However, when the range of welding current parameters was narrow relatively, the appearance of fine grain Ti-6Al-4V alloy welded was better than the one of common grain Ti-6Al-4V alloy. The possible influencing factors were discussed. At last, according to the specimen size, an optimal welding current parameter(47 ～ 48) A was recommended.     

E4330钢模拟粗晶区组织与性能的研究

采用热模拟技术、金相分析及力学性能测试研究了不同焊接热循环下E4330钢粗晶区组织和性能的变化规律。结果表明:焊前预热改善粗晶区(CGHAZ)的组织,从单一的板条马氏体转变为马氏体和下贝氏体的混合组织,但预热温度过高会导致晶粒严重长大和上贝氏体的出现。E4330钢粗晶区经历峰值温度为800℃的二次热循环后,出现了组织遗传现象,但当层间温度为200℃时,临界粗晶区(IRCGHAZ)并没有因组织遗传而表现出韧性恶化,这是因为马氏体转变不完全引起细小的球状奥氏体增多,抑制了粗大晶粒的遗传。调质处理改善粗晶区的韧性,但不能完全消除组织遗传。     

粗晶废合金制取细晶粒合金的技术研究

介绍了一种利用粗晶废残硬质合金为原料,制备细晶粒硬质合金的工艺技术方法。对粗晶废残硬质合金晶的加热处理过程中的影响因素(温度、气氛、加热时间)进行了深入研究,探讨了加热处理、破碎研磨、还原、碳化等工艺对合金晶粒细化作用的影响。     

TC21钛合金β单相区晶粒长大行为研究

研究了高损伤容限型钛合金TC21在单相区不同司加热温度和不同加热时间条件下的β晶粒长大行为.结果表明.在单相区加热.TC21钛合金β晶粒等温长大曲线近似满足抛物线规律.在970、980和990℃等温退火时,晶粒长大指数n分别为0.38、0.34和0.32；晶粒长大激活能为283 KJ/mol.     

焊接热输入对TC4钛合金TIG焊接头组织和性能的影响

观察不同焊接热输入条件下TC4钛合金TIG焊接头的微观组织特征,分析接头力学性能、显微硬度及断口形貌。结果表明,焊缝主要为针状α'马氏体组成的网篮组织,未发现其他生成相。热影响区主要为α+β+α',且越靠近焊缝的热影响区晶粒越粗大,晶内马氏体越多、越密集。针状α'相尺寸随焊接热输入的增大而增大,马氏体取向亦更加混乱。接头抗拉强度随焊接热输入的增大而增大,在1 144 J/mm时达到912 MPa。不同焊接热输入下的接头硬度值随距焊缝中心距离的增大先降低后升高,并在距焊缝中心3~5 mm的粗晶区存在一软化区。随着焊接热输入的增大,接头平均硬度值增大,且软化区向母材方向偏移。TC4钛合金TIG焊接头的断裂方式属于脆性断裂。     

Microstructure and high temperature mechanical properties of laser rapidly formed Ti-6Al-4V alloy

Several tensile samples were prepared using laser rapid forming （LRF） with Ti-6Al-4V alloy as powder material, and the samples were annealed. The microstructure and high temperature mechanical properties of laser formed Ti-6Al-4V alloy through annealing treatment were investigated. The short-term and long-term tensile tests at 350 ℃ were performed. The results show that the microstructure of LRF samples consists of the large columnar prior β grains which grow epitaxially from the substrate along the deposition direction. There are Widmanstaitten a laths in prior β grains, but a laths in annealed microstructure are coarser, and their aspect ratio is lower than that in as-deposited microstructure. In addition, the prior β grain boundary is also coarsened and broken off through the annealing treatment. The high temperature mechanical properties of the annealed LRF samples exceed those of casting alloy significantly, especially the stress-rupture lifetime reaches 661.7 h even while the test stress increases from initial value of 490 MPa to the final stress of 800 MPa gradually.     

厚板AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊接接头的组织与性能

对10mm厚板A231镁合金成功进行了搅拌摩擦焊接,获得成形良好、表面光滑、无裂纹、无气孔的焊接接头.研究该搅拌摩擦焊接头不同区域的显微组织特征,并通过拉伸、冲击和硬度试验分析了焊接接头的力学性能.结果表明,焊缝中心区是均匀细小的等轴晶粒,热力影响区晶粒大小不均匀,存在较明显的塑性流变带结构;焊接接头的抗拉强度达到母材的80%以上,焊接接头的冲击韧性比母材高,焊接接头的显微硬度比母材稍有降低,焊接接头具有较好的力学性能,说明搅拌摩擦焊是焊接厚板镁合金的一种有效方法.     

TC4钛合金激光拼焊接头显微组织及力学性能分析

文中系统分析了TC4钛合金激光拼焊接头的显微组织与力学性能.结果表明,TC4钛合金激光焊缝组织为粗大的柱状晶,晶粒内部是针状马氏体交织成的网篮状组织;热影响区组织为α+β+针状α′组织,且分布不均匀,靠近熔合线的区域晶粒更粗大,针状马氏体数量更多分布更密集.0.8 mm厚TC4钛合金薄板拼焊工艺参数为焊接功率1100～1 300 W,焊接速度1.5～3.0 m/min.焊缝力学性能优良,拉伸试样均断裂于离焊缝中心较远的母材上,母材和焊缝断口形貌都显示韧窝断口特征,且焊缝断口韧窝相对更较小.     

钛合金激光焊缝的超塑性变形行为及显微组织

通过高温拉伸试验研究Ti-6Al-4V(TC4)合金激光焊缝的纵向超塑性变形行为,采用扫描电镜观察超塑性变形前后焊缝的显微组织.结果表明:TC4钛合金激光焊缝具有良好的超塑性变形能力,在900 ℃、10~(-3) s~(-1)工艺条件下伸长率达到最大值397%;在超塑性变形过程中,原始焊缝的针状马氏体首先转变为片层状的α+β组织,而后片层组织发生再结晶等轴化;随着变形温度升高或应变速率降低,等轴化程度增大.     

Ti基钎料真空钎焊Ti-6Al-4V

在温度1223K、时间1－30min钎焊参数条件下，应用Ti基钎料对Ti-6Al-4V进行了真空钎焊。结果表明，接头强度较高，因钎焊温度较低母材基本上保留了原始组织。同时表明Ti-Zr-Cu钎料大幅度增加w(Cu)易造成钎缝中心区域生成连续分布的Ti2Cu TiCu,严重影响接头强度。     

PCD刀具车削钛合金Ti-6AI-4V的研究

本文通过正交试验研究了PCD刀具车削钛合金Ti-6A14V时,动态切削力和表面粗糙度随切削用量的变化规律,并分别以Ra、Rz为指标进行了方差分析.试验结果表明:x向和Y向动态切削力随切削用量的变化很小,而z向相对较大.动态切削力随进给量和切削深度的增加而增加,其中在切削深度为0.1 mm的情况下,切削力出现了较大的波动.进给量和切削深度均对Ra、Rz有显著影响,其中进给量对Ra影响较大,切削深度对Rz影响较大.