钛合金与不锈钢扩散连接研究现状

分析了钛及钛合金与不锈钢的物理化学性能的差异对连接接头性能的影响以及钛合金与不锈钢焊接接头的性能,综述了国内外钛及钛合金与不锈钢扩散连接的发展现状,展望了表面自纳米化技术在钛及钛合金与不锈钢扩散连接上的运用及发展。     

不锈钢与钛合金电子束熔覆增材焊接工艺分析

不锈钢与钛合金的双金属结构已在化工、航天、航空等领域得到了广泛的应用。基于对异种金属构件焊接技术的研究,分析了异种金属焊接在熔点、膨胀系数、热导率、比热容等方面的性能特点。基于电子束异种金属的焊接工艺及特点,进一步讨论了不锈钢-钛合金电子束熔覆增材焊接技术。采用电子束熔覆增材焊接技术对不锈钢和钛合金进行焊接时,需要考虑过渡层的设置、焊接的强度与耐腐蚀性工艺、气体环境保护等重要的环节。     

焊接方式对收集器性能和焊缝质量的影响研究

表面张力贮箱收集器的钛合金支压板与不锈钢筛网多用电阻缝焊连接。为了提高收集器的合格率和可靠性,对三种焊接方式进行电阻缝焊试验,测试每个焊接试样的泡破点值,并观察焊缝处的微观组织。结果表明,0.1 mm纯钛箔过渡层能够明显提高焊接试样的泡破点值,还能够与不锈钢筛网形成牢固、封闭的焊缝过渡区,提高了焊缝质量与收集器合格率。     

钛合金与不锈钢的超声波扩散焊接

研究了1Cr18Ni9Ti与TC4异种金属的固态扩散焊接工艺,在现有的工艺方法上采用超声波加载固态扩散焊接的工艺,并对比超声波加载扩散焊接工艺与传统扩散焊接工艺.金相分析结果表明:采用超声波加载扩散焊接工艺,使不锈钢与钛合金实现了良好的连接.     

Ti-6Al-4V钛合金板与304L不锈钢网的扩散焊

分别在800℃、825℃、850℃焊接温度、30 m in保温时间,3 MPa焊接压力下,进行Ti-6A l-4V钛合金板与304L不锈钢网的真空扩散焊接。对接头组织结构与化学元素扩散进行了扫描电镜与能谱分析,并测试了接头的剪切强度。结果表明:不添加中间过渡层金属,可以成功地实现钛合金板与不锈钢网的扩散焊接,并使接头的剪切强度达到90 MPa以上。不锈钢网中的Fe、N、iCr扩散并固溶到钛合金中,稳定了β相,使钛合金在一定深度上,其组织由原来的α+β双相结构转变为单相的β相。不锈钢中的Cr,由于钛合金中Ti的扩散进入,而在界面发生了上坡扩散现象。这种Cr在不锈钢一定深度内的富集,形成窄长的富Cr区域,冷却后转变为硬脆的σ相。但在焊接接头中没有发现明显其它的金属间化合物或氧化物相的生成,使得接头的机械性能得到了很好的保证。     

WZL-3型真空钎焊一气淬电炉

随着我国航天、航空工业和汽车制造业的发展,铝合金、钛合金及不锈钢等材料得到了广泛的应用。过去对上述材料的焊接和热处理大多是采用盐浴电炉,由于采用盐浴电炉存在着环境污染严重,耗电量大,焊料成本高等方面的缺点,因此,最近几年国际上广泛采用真空电炉对上述材料进行钎焊和热处理。真空钎焊和热处理具有以下几方面的优点:     

以铌+铜为复合中间层扩散焊接钛合金/不锈钢接头的组织与性能

以铌片+铜片为复合中间层材料,在Gleeble-1500型热力模拟试验机上对TC4钛合金和15-5PH不锈钢进行真空扩散焊,测试了接头的抗拉强度,观察了接头界面区和拉伸断口形貌并进行了微区成分分析。结果表明:铌+铜复合中间层可以有效阻碍钛合金和不锈钢之间钛、铁、铬元素的相互扩散;不锈钢/铜、铜/铌、铌/钛合金这3个界面通过原子扩散形成良好的连接,在铜/铌界面处局部生成的少量细小的铌铁金属间化合物对接头抗拉强度的影响不大,最高抗拉强度达到540MPa;拉伸断裂时裂纹穿过铜层、铌层和金属间化合物扩展。     

基于薄片叠层连接的金属零件三维成型技术探索研究

为了制备具有复杂内腔的零件,近年来出现了通过不同焊接方法进行薄片叠层连接的技术工艺,如:热扩散焊接、电阻焊等。该工艺主要是通过线切割等机加工工艺获得金属薄片,再通过电阻焊或真空热扩散焊接等不同的焊接工艺焊接在一起。研究中,利用激光加工0.1 mm厚度的不锈钢片,从而获得单层二维图形结构,然后通过激光扫描焊接和热扩散焊接的方式来焊接经过叠加和固定的薄层,进而直接制造金属零件。通过研究激光加工与真空热扩散焊接两种工艺对薄片叠层后零件的外型轮廓以及片层间距的影响,探索薄片叠层连接技术对于复杂内腔零件制造的可行性。实验结果表明,进行薄片叠层时,真空热扩散焊接比激光焊接的零件成型效果更好,片层间间隙基本消失,贴合更加紧密,内腔层片状现象基本消失。因此真空热扩散焊接更适合于薄片叠层制造具有复杂内腔和精度要求较高的零件。     

起落架钛合金环形零件在大气环境中的焊接质量控制

现代飞机起落架高寿命、高可靠的特点促使了各种新材料特别是钛合金、超高强度钢等材料在起落架上的广泛应用,其中以TC6、TC18等钛合金的应用最为典型。这类钛合金具有比强度高、疲劳性能优良和抗腐蚀性能好等特点,但是钛合金是活泼金属,在焊接过程中易氧化;所以,钛合金的焊接大部分都采用真空电子束焊接或在真空充氩箱内采用全气氛惰性气体保护焊接。从材料和人员设备以及制造过程等方面,研究了TC6钛合金零件在大气环境中的焊接工艺应用及质量控制,并经验证表明,通过合适的工装保护及质量控制,可以获得合格的焊缝。     

国际热核实验堆第一壁材料CuCrZr合金及其与不锈钢焊接接头的力学性能

将经过真空熔炼、铸造、热轧后的国际热核实验堆(ITER)第一壁中所使用的CuCrZr合金进行960～1040℃固溶处理后,分别在475℃和580℃进行时效处理;对CuCrZr合金的力学性能进行测试,对显微组织进行观察;将CuCrZr合金与316L不锈钢进行热等静压(HIP)焊接,对焊接接头组织与性能进行了研究.结果表明:该合金经时效处理后硬度和强度较固溶态都有明显的提高,尤其是475℃保温3 h的时效强化效果最为明显,但合金晶粒发生了明显的长大,伸长率也明显降低.CuCrZr合金和316L不锈钢焊接接头性能良好,但在界面附近的晶粒尺寸差别较大,同时还有脆性相析出.     

铜箔种类和厚度对钛/钢电阻点焊接头组织和性能的影响

以不同种类、不同厚度铜箔作为过渡层材料,对TC4钛合金和304不锈钢薄板进行电阻点焊,研究了铜箔种类和厚度对接头组织和性能的影响.结果表明:纯铜箔过渡层焊接接头的抗剪强度明显高于铜合金箔过渡层焊接接头的,且T4铜箔过渡层焊接接头的抗剪强度最高;随着T4铜箔厚度增大,接头反应区宽度减小,中间过渡区宽度增大,熔合区钛-铁金...     

我国高压换热器管板（12Cr2MolR）堆焊技术发展现状

首先介绍了高压换热器的结构,以及高压换热器管板材料12Cr2M01R的焊接性。其次,介绍了高压换热器管板（12Cr2M01R）常用的一些堆焊方法,包括带极堆焊、焊条电弧焊堆焊（SMAW）、实芯焊丝自动钨极氩弧焊堆焊（Au—toTIG）、药芯焊丝C02气体保护堆焊（maw）等。最后介绍了高压换热器管板（12Cr2M01R）常用的堆焊材料,如不锈钢（奥氏体不锈钢和双相不锈钢）、镍基合金等。     

Tribological behaviour of DLC coatings compared to different materials used in hip joint prostheses

The goal of the study carried out in the laboratory was to quantify the wear and the friction of two materials used for the manufacturing of hip prostheses. Tests used had to obtain in a short time the tribological behaviour laws of the materials. Tests on a hip simulator have been excluded because their cost and their duration were too high for a program of preliminary development of new materials.

To amplify wear phenomena, dry friction tests were carried out for two configurations: ball-on-disc and pin-on-disc. The influence of the contact pressure at constant sliding velocity on the wear of materials has been clearly shown.

Results obtained with several different tested materials (stainless steel/UHMWPE, stainless steel+DLC coating/UHMWPE, stainless steel+DLC coating/stainless steel+DLC coating, titanium alloy+DLC coating/UHMWPE, titanium alloy+DLC coating/titanium alloy+DLC coating, zirconium dioxide/UHMWPE, alumina/UHMWPE, alumina/alumina) have shown the superiority of DLC coatings. Promising results obtained during this study are in the validation stage on a hip simulator.     

不同基体CrN/CrCN多层涂层海水环境摩擦学性能研究*

为研究不同基体材料对CrN/CrCN多层涂层在海水环境下摩擦学性能的影响,采用多弧离子镀技术在H65铜合金、TC4钛合金和316L不锈钢基体上沉积CrN和CrN/CrCN多层复合涂层,通过XRD、SEM等技术对涂层的结构进行表征,通过结合力、硬度测试和摩擦磨损试验分析涂层在大气环境和海水环境下的力学性能和摩擦学性能。结果表明:CrN/CrCN多层涂层的内应力相对于CrN明显减小,且硬度相对CrN涂层较高;TC4钛合金为基体的涂层结合力较好且涂层硬度较高;在海水环境下涂层的摩擦因数相对于大气环境都有较大幅度下降,其中,以TC4钛合金和316L不锈钢为基体的涂层摩擦因数较小;以H65铜合金为基体的2种涂层在海水中的磨损率高于大气中,而以TC4合金、316L不锈钢为基体的CrN/CrCN多层涂层在海水环境下的磨损率低于大气环境;TC4钛合金为基体的CrN/CrCN多层涂层在海水环境下具有最低的磨损率,表明TC4钛合金更适合作为海水环境下CrN/CrCN多层涂层耐磨的基体材料。     

阀门密封面钴基合金堆焊工艺

介绍了阀门密封面常用材料堆焊钴基合金(焊丝)的化学成分、牌号类别和熔敷金属层常有的缺陷。论述了手工钨极氩弧焊(GTAW)的工艺验证方法。总结DN300奥氏体不锈钢三偏心蝶阀密封面堆焊钴基合金的质量控制。     

镍基合金与奥氏体不锈钢间的焊接

分析了镍基合金(Incoloy 825)和奥氏体不锈钢(S30403)的可焊性,为满足焊接接头使用性能,选用相应的焊接方法和焊接材料,通过合理的焊接工艺避免焊接热裂纹的产生,保证了焊接品质。     

1Cr18Ni9Ti与16MnR异种钢埋弧自动焊研究与应用

1Cr18Ni9Ti与16MnR是超高压开关壳体常用钢板,通过对1Cr18Ni9Ti不锈钢与16MnR低合金钢埋弧自动焊单面焊双面成型工艺的研究,分析了1Cr18Ni9Ti与16MnR异种钢焊接容易产生焊接缺陷的原因,通过大量工艺试验、评定,以此确定出1Cr18Ni9Ti与16MnR异种钢埋弧自动焊单面焊双面成型合理的焊接工艺,并在生产实际中得到了应用。     

Investigation of mechanical properties of friction-welded AISI 304 with AISI 1021 dissimilar steels

Austenitic stainless steel and low alloy steels are extensively used in various automotive, aerospace, nuclear, chemical, and other general purpose applications. Joining of dissimilar metals is one of the challenging tasks and most essential need of the present-day industry. It has been observed that a wide range of dissimilar materials can be easily integrated by friction welding. The objectives of the present investigation were obtaining weldments between austenitic stainless steel (AISI 304) with low alloy steel (AISI 1021) and optimizing the friction welding parameters in order to establish the weld quality. In the present study, an experimental setup was designed in order to achieve friction welding of plastically deformed austenitic stainless steel and low alloy steel. AISI 304 and AISI 1021 steels were welded by friction welding using five different axial pressures at 1,430 rpm. The joining performances of friction-welded dissimilar joints were studied, and influences of these process parameters on the mechanical properties of the friction-welded joints were estimated. The joint strength was determined with tensile testing, and the fracture behavior was examined by scanning electron microscopy (SEM) and was supported and backed by energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis. Furthermore, the proposed joints were tested for impact strength, and the microhardness across the joint was also evaluated.     

不锈钢焊接冶金的研究进展

介绍了奥氏体不锈钢焊缝中铁素体含量、母材和焊缝中合金元素对焊接接头性能的影响，同时还介绍了双相不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢焊接冶金的研究进展，并指出了研究不锈钢焊接冶金的重要意义。     

高精度薄片环形钛合金齿轮齿坯的加工工艺

针对薄片环状钛合金(TC4)齿轮齿坯加工难题,在梳理薄片环状零件以往加工经验的基础上,凝练出一种薄片环状高精度钛合金(TC4)齿轮齿坯的加工方法,特别适合光学系统中钛合金(TC4)薄片环状隔圈零件的加工,也适用于钛合金(TC4)、高温合金、不锈钢等材料类似零件的加工。