超塑成形对GH4169合金激光焊接组织的影响

采用激光连接/超塑成形组合技术制造了GH4169合金三层板结构件,研究了超塑成形(温度965℃,成形时间130min)对GH4169高温合金激光焊接组织的影响.试验结果表明:GH4169高温合金激光焊接组织主要由树枝晶构成,枝晶间中有Nb元素偏聚现象,即形成了一种金属间化合物Laves相;焊接组织在超塑成形后,焊缝中心出现了粗大的等轴晶粒,熔合线附近的柱状晶粒变得粗大,成形后大部分Laves相转变为δ相,但仍有少部分Laves相保留了下来;成形后焊缝的维氏硬度明显提高,由成形前的331.63HV0.1提高到391.74HV0.1,接近成形后母材的硬度415.63.超塑成形对GH4169高温合金激光焊接组织有明显的改善作用.     

超塑性LC4 Al合金的扩散焊接

采用电化学机械处理加有机溶液保护膜的表面处理方法,在Gleeble 1500试验机上进行了超塑状态LC4 Al合金的扩散焊接。焊接工艺条件为:温度490—530℃,压力1.0—3.0MPa,时间30—180min,真空度1×10~(-3)Pa。获得了与基体一致的接头强度和接头显微组织。讨论了合金的超塑处理对焊接过程的影响,提出超塑状态下扩散焊接的微观机制为原子扩散和晶粒生长造成的原始界面的迁移。作为比较,文中还给出了该合金淬火时效状态试样的焊接结果。     

超塑性在钛合金压力加工和焊接方面的应用

简要介绍了超塑性在压力加工方面以及相变超塑性在焊接方面的应用。重点介绍了超塑性成形和超塑性成形/扩散焊接技术在钛合金上的应用、超塑成形模具材料选择的原则、以及提高SPF部件性能的措施。     

Ti-6Al-4V高能束焊对接板超塑性研究

通过单向热拉伸试验和超塑自由胀形试验研究了0．8mm厚Ti-6Al-4V激光焊接、真空电子束焊接和等离子弧焊接对接板在925℃的超塑性能。结果表明，激光焊和真空电子束焊对接板均具有良好的超塑性能，且前者略优于后者；等离子弧焊对接板单向拉伸不具有超塑性能，但可以进行超塑胀形。这和它们的输入能量密度有关，能量密度愈高，焊缝的冷却速率愈快，焊缝组织愈细，超塑性能也愈好。最后根据试验结果，采用有限元方法估算了这三种高能束焊接钛合金对接板的应变速率敏感性指数m值。     

钛镁合金的汽相淬火工艺

在总结超塑变形二维晶粒重排模型基础上，研究了超塑变形三维晶粒重排。金相观察表明：１号铝锂合金板状试样宽度方向边层微细晶粒填入了中心层大晶粒在拉伸方向产生的空洞而实现晶粒重排。通过扫描电镜观察了晶粒涌出及２号名锂合金中大Ａｌ３Ｚｒ相在变形时的转动情况。研究表明，微细晶粒是通过晶粒转动填入空洞的，该过程是一个能量降低的过程。宽度方向微细晶粒的运动解释了超塑变形的试样宽度尺寸的减小及试样板边缘局部颈缩迁     

焊接热循环和拘束应变对EH36MOD钢粗晶区相变的影响

藉助于热模拟技术、光学金相和透射电子显微镜探讨了焊接热循环和拘束应变对ＥＨ３６ＭＯＤ钢粗晶区相变行为影响的基本规律。试验结果表明：ｔ８／５＝６ｓ时，焊接粗晶区发生下贝氏体和马氏体相变；ｔ８／５＝５０ｓ时，则以铁素体的析出和上贝氏体的相变为主。拘束应变可提高焊接粗晶区的相变温度，促进相应相变的发生，同时还细化奥氏体晶粒，使粗晶区组织发生相对变化。适当控制焊接热循环和拘束应变，可改善粗晶区的力学性能     

恒温超塑焊接接头断口分析

通过对４０Ｃｒ，Ｔ１０钢的同材或异材恒温超塑焊接接头的断口分析，提出超塑焊接接头是由冶金结合的焊合区及机械结合区、显微空隙等焊接缺陷构成的接头构成模型，可供超塑焊接工艺及质量检测参考。     

Mn-Cu-Ti-Nb低碳钢连续冷却转变行为

在MMS-300热力模拟机上,利用膨胀法结合金相-硬度法,建立新开发的高速列车焊接构架用Mn-Cu-Ti-Nb低碳钢未变形和变形奥氏体的连续冷却转变曲线,研究了形变和冷却速度对试验钢γ→α相变行为及显微组织的影响.结果表明:随着冷却速率的增加,铁素体转变开始温度降低,铁素体晶粒得到细化,同时还促进了贝氏体相变.变形一方面促进了铁素体相变,细化铁素体晶粒;另一方面又抑制了贝氏体相变,使贝氏体含量降低,硬度降低.     

γ—TiAl基合金超塑扩散焊接

利用激光快速熔凝表面技术,在Ti-45Al-2Mn-2Nb(原子分数,％）＋0．8％TiB2(体积分数）合金试样表面上获得细晶组织,并对其进行了超塑扩散焊接,研究表明,经过激光处理后,试样表面形成了熔化区、固态相变区,其中表面熔化区的织以胞状枝晶组织为主,经过等温处理后,在试样表层形成了等轴细晶组织,在该表面上对试样进行超塑扩散焊接,结果表明,在900℃和60MPa条件下,由于细晶组织具有良好的超塑性,可以通过晶界滑移进行超塑变形和原子扩散,在较短的时间内实现合金的超塑连接。     

恒温超塑焊接接头断口分析

通过对４０Ｃｒ，Ｔ１０钢的同材或异材恒温超塑焊接接头的断口分析，提出超塑焊接接头是由冶金结合的焊合区及机械结合区、显微空隙等焊接缺陷构成的接头构成模型，可供超塑焊接工艺及质量检测参考．     

Microstructure and retention of superplasticity of friction stir welded superplastic 2095 sheet

Friction stir welding (FSW) was used to join superplastic, rolled sheets of an AA 2095. Microstructure was examined by light optical and transmission electron microscopy. The superplastic behavior of welded sections and of the base metal were compared. Superplasticity was retained after FSW.     

Structural evolution and superplastic formability of friction stir welded AA 2095 sheets

Friction stir welding was used to join superplastic AA 2095 sheets. The effect of welding rate on the grain size distribution and grain boundary misorientations in the stir zone was investigated. The superplastic behavior of the weld nugget parallel to the welding direction was also characterized at 495 °C and strain rates from 10⁻⁴s⁻¹ to 10⁻²s⁻¹. Increasing the welding rate during friction stir welding augmented the formation of a fine-equiaxed high-angle grain boundary structure within the stir zone. Increasing intensity of plastic straining during friction stir welding resulted in enhanced properties during subsequent superplastic formation. The maximum strain-to-failure was obtained for the weld made at a tool speed of 1000 rpm and a weld rate of 4.2 mm/s when tested at a superplastic forming strain rate of 10⁻³s⁻¹.     

"相变-扩散钎焊(T/DB)"新工艺及其接头界面形貌

为减小相变超塑性扩散连接的循环次数,提出了一种新型焊接工艺"相变-液相扩散焊(T/DB)",即在待焊母材间预先放入液相扩散焊用的中间层,然后按传统相变超塑性扩散连接工艺施焊,但要求温度循环的峰值温度须同时大于母材的相变点与中间层的熔点.试验以低碳钢为母材,以镍基非晶箔带(BNi2)为中间层,进行了低碳钢的相变-扩散钎焊(循环3次)与液相扩散焊接(1200℃×3 min)的对比试验.结果表明相变-液相扩散焊所需温度循环次数少,接头无界面空洞,其接合线呈非平面状;而液相扩散焊接头的接合线较平直.分析认为,界面的起伏是母材的适度溶解与超塑性流变共同作用的结果;非平面状界面有利于增大金属-金属接触面积及扩散通道的面积,为获得合格接头做出了相应贡献.     

添加铜箔中间层的NiTi形状记忆合金超声波焊接

采用超声波焊接方法对添加铜箔中间层的NiTi形状记忆合金进行搭接焊,研究接头的表面形貌、界面形貌、相变行为、抗拉性能和断裂特点. 结果表明,超声波焊接能实现添加铜箔中间层的薄片状NiTi形状记忆合金的有效连接. NiTi焊缝表面存在明显压痕,界面处结合良好,无金属间化合物生成. NiTi形状记忆合金超声波焊缝呈可逆单相转变过程,接头强度达到母材的65%,断裂位置在母材区,断口形貌呈现韧性断裂特征. 超声波焊接方法将有效解决NiTi形状记忆合金采用传统熔焊方法时产生脆性金属间化合物的这一问题,为NiTi记忆合金的连接提供了新的解决途径.     

钛合金针状焊缝组织的超塑性变形机理

钛合金激光焊缝是非理想的针状组织,对其超塑性变形机理的研究可进一步推进钛合金LBW/SPF技术的实际应用,也对材料成形机理的发展具有一定意义.研究结果表明,TC4钛合金激光焊接试样具有良好的超塑性变形能力,在变形过程中,焊缝发生两次重要的组织转变,即针状组织片层化和片层组织等轴化的组织转变.片层组织在应力作用下,通过断裂、解体和等轴化的过程而转变成等轴晶粒.片层断裂的主要机制是动态再结晶和应力挤压作用;片层解体的主要机制是晶界滑动和转动作用,接头组织的塑性流动机理为晶粒滚动和晶界滑动机理.     

军机薄壁结构损伤超声跨态处理新工艺

提出超声跨态处理（UPPW）控制激光焊接军机薄壁结构残余应力和变形的新方法.在激光焊接过程中,通过辅加超声振动场,影响激光熔池的形成、流动和凝固等几个关键跨态转变阶段及焊缝的高温超塑性固态相变阶段,达到改善焊缝凝固组织,控制焊接变形,缓释残余应力,提高接头力学性能以及减少裂纹等缺陷的目的.结果表明,UPPW工艺可以显著降低飞机薄壁焊件的残余应力和变形,在合适的工艺参数下,能够使1.5 mm厚TC4航空钛合金薄板焊接件的残余变形降至常规焊接变形量的50%左右,显微组织晶粒度提高约1个级别,且组织形态更加均匀.     

TiNi形状记忆合金精密脉冲电阻对焊接头相变温度的变化规律

通过示差热分析 (DSC)和X射线衍射等分析手段 ,研究了焊接热量、焊接压力、随机热处理等焊接参数以及焊后热循环对焊接接头相变温度的影响 ,并总结了其影响规律 :焊接热量和焊接压力对焊接接头相变温度的影响较小 ,As 和Af 区间基本保持不变 ;焊后随机热处理对焊接接头相变温度有一定的影响 ,As 和Af 均随热处理时间的增加而提高 ;焊后冷热循环对焊接接头的相变过程和相变温度具有重要的影响 ,因而实施焊后接头热循环工艺过程是必要的。     

结构钢与工具钢的恒温超塑性固相焊接

探讨了利用钢的恒温超塑性实现结构钢与工具钢固相焊接的可行性及最佳工艺参数，分析了影响超塑焊接的主要因素及焊接缺陷。     

Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5非晶棒料摩擦焊接

设计了一种非晶合金摩擦焊装置,以Zr₄₁Ti₁₄Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5非晶棒料为研究对象,进行了摩擦焊试验.焊接样品经SEM,XRD,维氏硬度、TEM等检测,结果显示焊接界面无明显未熔合,样品仍然保持非晶态,接头硬度总体增大,接头处出现了纳米晶.采用ANSYS软件对非晶合金摩擦焊的温度场进行仿真.结果表明,在摩擦时间t=0.25s时摩擦界面中心温度超过非晶棒料玻璃转变温度,接触面全部进入过冷液相区,应进行顶锻.仿真结果与摩擦焊试验结果基本吻合,有利于指导焊接试验.