不同氮含量焊丝熔化极气体保护焊高氮钢的微观组织与力学性能

为研究不同氮含量焊丝对高氮钢焊缝组织性能的影响,采用自制的0.46[N]、0.61[N]、0.84[N]3种不同氮含量焊丝进行高氮钢熔化极气体保护焊焊接工艺试验.测试分析3种成分焊丝焊缝的固氮效果、气孔倾向、微观组织及力学性能.结果表明:随着焊丝氮含量的增加,焊缝氮含量升高,气孔倾向也增大;3种焊丝焊缝组织均由奥氏体+...     

高氮奥氏体不锈钢与603马氏体高强钢焊接接头组织及性能

高氮奥氏体不锈钢与603马氏体高强钢因优越的力学性能在装甲防护领域具有广阔的应用前景。根据“低强匹配”原则,采用ER307Mo奥氏体不锈钢焊丝对30 mm厚的高氮奥氏体不锈钢和603马氏体高强钢脉冲熔化极惰性气体保护焊对接焊接,并分析焊接接头微观组织及力学性能。研究结果表明：试验得到了表面成形良好、内部无裂纹、未熔合等缺陷的焊接接头;焊缝组织主要为奥氏体以及被奥氏体基体包围的铁素体树枝晶,高氮奥氏体不锈钢熔合线附近组织主要为奥氏体,603钢熔合线附近组织主要为条片状马氏体、贝氏体以及回火马氏体;接头的断裂形式以韧性断裂为主,存在少量的解理断裂特征,能谱仪点扫描结果表明,韧窝中心的第2相粒子为富Fe的碳化物;焊接接头的平均抗拉强度达722 MPa,平均断后延伸率达20.2%;焊缝金属的动态屈服强度为913 MPa,最大工程应力为2 045 MPa,抗冲击性能优于603钢母材。     

高氮钢材料组织及性能研究

采用加压感应熔炼+模铸和热轧+水冷、轧后+固溶处理两种工艺,制备氮的质量分数为1.0%的高氮钢材料,对不同处理工艺下材料的微观组织、力学性能、耐腐蚀性能进行研究。结果表明,抗拉强度、屈服强度、屈强比差别不明显,但延伸率和断面收缩率在固溶处理后得到明显提高。经透射电镜电子衍射发现奥氏体组织中存在大量的孪晶、位错和层错;晶内、晶界有碳化物沉淀相析出,位错强化和第二相沉淀析出强化是提高高氮钢强度的主要原因。     

高氮钢复合焊接接头氮含量和气孔控制方法研究

为解决高氮钢熔焊过程中出现的气孔和氮损失问题,采用激光-电弧复合焊接技术对高氮钢进行焊接试验。研究了保护气体成分、焊丝成分和超声振动对焊接接头气孔率和氮含量的影响。结果表明：当保护气体为Ar+N₂时,随着保护气体中N₂比例的增大,焊缝氮含量升高,气孔率呈先降低、后升高的趋势;当向Ar+N₂中添加2%的O₂后,氮含量和气孔率明显升高,且随着N₂比例的增大,焊缝氮含量增多,但气孔率呈无规律变化;随着焊丝氮含量的增加,焊缝氮含量呈先升高、后降低趋势,气孔率呈先降低、后升高趋势;随着超声功率的增加,焊缝氮含量略有降低,气孔率呈先降低、后升高趋势;适当的保护气体和焊丝成分可提高焊缝氮含量的同时并能够抑制焊缝气孔形成,超声功率为180 W时抑制气孔效果最好。     

含Sc焊丝对7B52叠层铝合金焊接接头组织与性能的影响

使用1~#不含钪与2~#含钪铝镁焊丝对7B52叠层铝合金板采用MIG焊接方法进行焊接,并对焊接接头进行力学性能测试及显微组织分析研究。结果表明:采用2~#焊丝焊接板材,焊接接头焊缝区和熔合区晶粒尺寸均小于1~#焊丝焊接接头;1~#焊丝与2~#焊丝焊接接头平均抗拉强度分别为306 MPa和358 MPa,断后伸长率分别为3.3%和5.5%;添加微量钪元素后焊缝区的显微硬度也得到提高。因此,含钪铝镁合金焊丝能提高7B52叠层铝合金板材的焊缝综合力学性能,推动7B52叠层铝合金的应用。     

焊丝成分对高氮钢CMT+P焊工艺性的影响

为提升高氮钢焊接质量和优化焊接工艺,研究焊丝氮、锰含量带来的焊接工艺稳定性。采用冷金属过渡加脉冲(Cold Metal Transfer plus Pulse, CMT+P)焊技术对5种高氮钢焊丝进行焊接试验,研究焊丝成分对电信号、熔滴过渡、飞溅率的影响。研究结果表明：氮含量的增加会引起电信号波动变大且分布离散,而锰含量的变化对电信号的影响较小,焊丝中氮含量对高氮钢CMT+P焊接稳定性影响大于锰含量的影响;随着氮含量的增加,熔滴过渡模式由一脉一滴转变为多脉一滴,熔滴形状不规律且尺寸变大,焊丝工艺性变差;当焊丝中氮、锰含量较小,分别为0.42%、7.19%时,焊接工艺稳定性较好;氮逸出、锰蒸发导致高氮钢熔滴剧烈爆炸产生大量飞溅,焊接飞溅率随着氮、锰含量的增加而不断增大。     

保护气对奥氏体不锈钢药芯焊丝弧焊接头性能的影响

为探究奥氏体不锈钢药芯焊丝弧焊中保护气成分对其接头力学性能的影响机理,通过硬度测量、冲击试验和弯曲试验,研究氩气(Ar)、二氧化碳(CO2)和氧气(O2)不同比例混合保护气对奥氏体不锈钢药芯焊丝弧焊接头力学性能的影响,并结合金相组织观察、光谱成分分析和断口扫描分析等方法对其影响机理进行分析和研究。结果表明,随着保护气体中CO2成分的增加,接头焊缝区域硬度降低、冲击韧性下降,但对接头弯曲性能影响不大,这主要与焊缝组织中铁素体所占比例降低以及氧化物夹杂增多有关。同时发现,保护气中加入一定量的O2具有抑制CO2的分解、减缓接头硬度和冲击韧性下降的作用。     

氢对TA10合金焊接接头组织和性能的影响

针对钨极氩弧焊焊接10 mm厚TA10钛合金板的焊接接头在渗氢量为0.14%与未渗氢两种情况下的显微组织和力学性能的差异进行分析。结果表明:与原始接头相比,经过固溶渗氢的接头组织中晶粒之间的晶界已分辨不清;接头组织中分布着大量条状或点状氢化物;两种焊接接头显微硬度分布曲线都呈"W"形变化,焊核中心区硬度最高,热影响区硬度最低,渗氢接头的显微硬度略比原始态接头高;与原始态接头相比,渗氢后接头的抗拉强度提高6.1%,而塑性降低66.7%,原始接头断裂模式为韧性断裂,渗氢接头为脆性断裂。     

转速对TRIP钢搅拌摩擦焊接头组织性能的影响

用搅拌摩擦焊接(friction stir welding,FSW)对相变诱发塑性(transformation-induced plasticity,TRIP)钢焊接,研究转速对TRIP钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:FSW接头焊合区(stir zone,SZ)和热机械影响区(thermo-mechanically affect zone,TMAZ)晶粒细化、残余奥氏体含量降低,有大量马氏体生成;热影响区(heat-affected zone,HAZ)晶粒粗化、残余奥氏体含量降低,无马氏体生成。相比母材,FSW接头SZ和TMAZ显微硬度提升,HAZ显微硬度下降;低转速下,FSW接头中残余奥氏体含量较高,接头的抗拉强度912 MPa,达到母材的92.9%。母材和接头断口均呈韧性断裂特征。     

焊丝成分对6061-T6铝合金双脉冲MIG焊缝组织与性能的影响

用ER4043焊丝和ER5356焊丝对6061-T6薄板铝合金双脉冲MIG焊缝组织与性能进行研究。结果表明:用ER5356焊丝焊接时,6061-T6铝合金接头的屈服、抗拉强度及断后伸长率均高于以ER4043焊丝作为填充的焊接接头,前者的焊接系数为0.72,而后者仅为0.65;两者焊接接头的显微硬度均以焊缝为中心近似对称分布,最低值出现在接头热影响区中的淬火区,ER5356焊丝焊接时接头的硬度较ER4043焊丝高;以ER5356焊丝作为填充时,6061-T6铝合金的焊缝为细小的铸态组织,枝晶相对较细,而用ER4043焊丝焊接时,焊缝为粗大的铸态组织,且枝晶较发达,两者熔合区的近缝侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为细小的等轴晶组织。与原始母材相比,热影响区的晶粒产生一定程度的粗化。两者淬火区的晶粒内虽然都产生少量的二次相,但以ER5356焊丝作为填充时淬火区中的二次相较细小,且呈弥散分布。     

固溶处理对高氮奥氏体不锈钢组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜等,对热轧后水冷处理和空冷的高氮奥氏体不锈钢微观组织进行观察,研究热轧后热处理对高氮不锈钢力学性能的影响。结果表明:与热轧后空冷试样相比,水冷处理试样的抗拉强度提高4%,伸长率提高78%,冷弯性能提高62%;亚晶界和高密度位错是水冷处理钢具有优异力学性能的主要原因。     

热处理对D36钢接头组织及腐蚀性能的影响

采用手工电弧焊对D36级结构用钢进行焊接,分析预热保温工艺对焊接接头微观组织、硬度的影响,并通过电化学测试评价不同工艺焊缝金属在模拟海水中的腐蚀行为。结果表明:D36钢焊接热影响区铁素体和无碳贝氏体针状平行分布,焊缝区为柱状铁素体和粒状珠光体;经预热保温的焊缝晶粒细化、组织均匀,整体硬度大于210HV1.0,冲击韧性提高,裂纹倾向降低;焊缝经100℃预热+150℃保温后,焊缝腐蚀电流密度最低,为2.4μA/cm2,腐蚀电位接近母材,电荷传递电阻达3683Ω,膜层稳定性最佳,是最优的热处理工艺。     

高氮不锈钢工艺性能研究

以高氮钢板材为研究对象,探索高氮奥氏体不锈钢的加工工艺性能,进行加工硬化表面粗糙度、切削力、刀具磨损、钻孔、攻丝及排屑性能试验。结果表明,高氮钢材料加工硬化严重,切削力不高于普通结构钢,加工后可获得良好的表面粗糙度。     

纳米CeO_2粉体对铁粉焊条焊缝组织和性能影响的研究

通过在碱性铁粉焊条药皮中添加不同含量的纳米CeO2粉体,对焊缝进行显微组织及力学性能的分析测试,探讨纳米CeO2粉体对铁粉焊条焊缝组织和性能的影响。结果表明,在铁粉焊条药皮中加入适量的纳米CeO2粉体,可使焊缝金属显微组织得到细化,针状铁素体数量增多,焊接接头的力学性能得到提高。     

低温下1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸性能和断口形貌研究

采用精密多功能低温静载材料实验机和扫描电子显微镜,系统研究了低温条件下1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸性能和断口微观形貌,分析讨论了温度对1Cr18Ni9Ti钢焊接接头拉伸性能的影响规律。研究结果表明:温度对1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸性能具有显著影响。低温下,1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的强度均比室温高,但接头的延伸率均比室温下低很多。拉伸试样断口形貌分析结果显示,1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸试样断口均为韧窝和撕裂棱混合型韧性断口,韧窝随温度的降低而变得细小、均匀。     

工程机械用800 MPa低合金高强度钢焊接接头低周疲劳性能研究

针对大型工程机械用800 MPa低合金高强度钢及其焊接接头,进行低周疲劳性能研究。试验在常温下进行,对称三角波加载。试验结果表明,母材两个轧制方向的应变疲劳寿命没有明显差别,焊接接头的疲劳寿命偏低。焊接接头的局部软化是应变集中,导致应变疲劳寿命降低的主要原因。应变疲劳断口有明显的条纹特征,母材疲劳断口上伴有与条纹平行的二次裂纹,焊接接头的疲劳断口条纹清晰且宽度较细。试验确定的循环应力应变特性参数和应变疲劳寿命参数有明显的相关关系。     

耐热不锈钢套气体氮化应用研究

用气体氮化法 ,研究了氮对两种不锈钢表面性能的影响。结果表明 ,渗氮后明显提高钢的表面硬度、耐磨性和使用寿命 ,满足了工厂提出的技术要求。     

GH3039脉冲激光焊接头组织性能研究

采用脉冲激光焊接工艺对GH3039镍基高温合金进行实验研究。焊接工艺参数选择适当时,可以获得较好的焊接接头。试验接头参数为:工作电流240 A,脉宽6 ms,频率14 Hz,焊接速度105 mm/min,离焦量3 mm,气流量3 L/min。通过硬度测定,金相观察,拉伸试验对焊缝组织和形貌进行观察和分析。结果表明,焊缝组织主要为奥氏体基体,中心区域为细小的等轴晶,边缘为柱状晶,焊缝中心的硬度高于母材硬度,焊缝组织中的层状形貌是由脉冲激光间断作用形成。