厚板TC4钛合金电子束焊接头组织演变及力学性能

电子束焊因其真空环境、能量密度大、焊缝深宽比大等优点,被广泛应用于钛合金焊接。系统研究了30 mm厚TC4钛合金电子束焊接接头组织演化及其力学性能。结果表明:熔合区中部由粗大原始β柱状晶组成,内部为αGB、块状α集束和部分网篮组织构成的混合组织,靠近热影响区的熔合区由等轴原始β晶粒构成;热影响区存在较显著的组织不均匀性,随着距熔合区距离增大,β转变组织(次生α片层+残余β相)含量逐渐降低,初生α相含量逐渐升高;熔合区平均显微硬度比母材高约50 HV,接头抗拉强度达到906 MPa,接头强度系数达到96%,拉伸断裂位置位于熔合区内。     

超细晶Inconel 718合金激光对接板的高温拉伸性能(英文)

为使Inconel 718合金的筒形多层夹芯结构顺利成形,研究该合金激光对接板的高温塑性。结果表明,拉伸方向对激光对接板的伸长率有很大影响。横向拉伸时,在温度为950°C和应变率为3.1×10-4s-1的条件下,最大伸长率为458.56%,此时m值为0.352,焊缝未变形。纵向拉伸时,在温度为965°C和应变速率为6.2×10-4s-1的条件下,最大延长率为178.96%,此时m值为0.261,焊缝随母材同时变形,焊缝的微观组织为树枝晶,晶间析出了Nb含量较高的Laves相。纵向拉伸时,由于动态再结晶的缘故,焊缝中出现了由树枝晶和等轴晶组成的混合组织。高温变形后,焊缝中的大量Laves相转化为δ相,但焊缝中仍有小部分残余的Laves相存在。多层夹芯筒结构成形的结果表明,激光对焊板的高温塑性能满足其筒形夹芯结构的要求。     

磷对Inconel718形变合金力学性能的影响

对国内生产的低磷Ｉｎｃｏｎｅｌ７１８（Ｐ含量＜０．００１％）及常规Ｉｎｃｏｎｅｌ７１８（Ｐ含量为０．００８％～０．０１３％）形变合金锻件的力学性能进行了对比研究。结果表明,室温拉伸强度和高温拉伸强度的差异不大,然而低磷Ｉｎｃｏｎｅｌ７１８合金的高温塑性和６５０℃,６８６ＭＰａ的持久塑性明显降低;更为值得注意的是,低磷合金在疲劳、蠕变和疲劳／蠕变交互作用下的抗裂纹扩展能力都低于常规合金;而且低磷合金的５９５℃,８９５ＭＰａ缺口周期持久寿命有降低趋势。     

热处理对Inconel718合金组织及力学性能的影响

针对Inconel 718合金的不同用途,分析研究了4种常用热处理工艺对Inconel 718合金组织和力学性能的影响。结果表明:固溶温度超过1020℃时,奥氏体晶粒显著长大。合金中主要析出相有MC、δ、γ’和γ″相。δ相沿晶界分布,1025℃固溶时呈颗粒状少量析出;950℃固溶时呈块状大量析出;直接时效时呈网状不连续分布。同时,δ相对合金的晶粒度影响较大,且其析出数量和形态决定了合金的韧塑性,γ″、γ’相的析出量和尺寸与晶粒尺寸决定了合金的强度变化。     

热处理对激光选区熔化成形Inconel 718合金显微组织结构和力学性能的影响

主要研究了激光选区熔化(selective laser melting,SLM)成形Inconel 718合金经固溶时效(SA)、均匀化+固溶时效(H+SA)、热等静压+固溶时效(HIP+SA)3种热处理后显微组织结构的转变与力学性能之间的关系.结果表明,沉积态试样的晶粒内部存在大量树枝晶结构,枝晶间析出了大量硬脆La...     

热处理对Inconel 718合金电子束焊接头微观组织和性能的影响

研究了双8时效制度和短时效制度对Inconel 718高温合金母材和焊缝区的金相组织、室温力学性能的影响。结果表明,焊缝区为铸造组织特征,定向生长的树枝晶内析出γ″和γ'强化相,枝晶主干细长挺直,两侧的二次枝晶以δ相为主,形态短而直。由于短时效热处理的温度偏高,使γ″亚稳定相向δ稳定相转变,导致短时效热处理后焊件的显微硬度和强度略低于双8时效热处理试件,而断后伸长率基本无变化。     

Al-Cu-Li合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能

对厚度为2.5 mm的Al-Cu-Li合金板进行真空电子束焊接,并对获得接头的微观组织及力学性能进行了系统研究。金相组织分析显示,接头从熔合线附近到焊缝中心的微观组织结构依次为等轴细晶粒区、柱状晶和等轴晶;力学性能测试结果表明,与母材本身相比,接头焊缝的显微硬度值有所降低,在焊态下焊接接头的强度系数约为0.7;接头拉伸断口扫描观察显示,断口表面分布着大量细小的韧窝,呈明显韧性断裂特征。     

油气工程用Inconel 718合金激光焊接头的氢脆行为

采用激光焊接工艺,对油气工程用4 mm厚经1030 ℃×2 h固溶+780 ℃×8 h时效和1030 ℃×2 h固溶+780 ℃×16 h时效两种热处理后的Inconel 718合金进行激光焊接,结合微观组织分析、拉伸性能分析和断口形貌分析,对合金母材及激光焊接头在原位充氢条件下的氢脆行为进行了研究。结果表明:长时间时效导致δ相大量析出,使合金母材的氢脆敏感性指数从正常时效态的0.27提高到过时效态的0.48。激光焊接头整体的氢脆敏感性没有受焊前热处理的影响,分别为0.39和0.38;由于焊缝内Laves相的析出,导致激光焊接头的氢脆敏感性高于正常时效态的母材。     

CuCrZr合金电子束焊接头微观组织与力学性能优化

本文针对聚变堆新型波导管结构材料CuCrZr合金开展电子束焊接探索,结合微观表征和力学试验,系统研究了焊接工艺和焊后热处理条件对接头显微组织与力学性能的影响。在此基础上解析了接头的形成机制及焊接工艺调控接头组织性能的本质原因。结果表明：CuCrZr合金电子束焊接头由热影响区、熔合区和焊缝区组成,其中热影响区又可分为细晶区和粗晶区。接头最佳抗拉强度达到了333 MPa,满足ITER中波导管的焊接要求(>280 MPa)。焊后热处理能显著改善接头的显微组织与应力分布。接头在500℃热处理12 h的抗拉强度达到了408 MPa,比未热处理的接头提高了22.3%。焊后热处理促进了焊缝区中Cr相析出,增强了析出强化效应。     

选区激光熔化Inconel 718合金的熔池形态与组织

通过不同扫描速度和扫描方式的选区激光熔化(SLM)技术制备了Inconel 718合金,研究了工艺参数对熔池的形态、凝固组织、晶粒大小和晶粒取向的影响。结果表明,随着扫描速度增加,熔池的深度与宽度的比值增大,曲率增大;而扫描速度为1 450mm/s时,采用单向扫描比十字交叉扫描时深宽比值更大。在熔池内,凝固组织由熔池底部的胞晶向熔池侧面的胞枝晶转变。晶粒以<001>方向择优生长,其晶粒间的取向差角以小角度(<15°)为主。当十字交叉扫描时,随着扫描速度增加,小角度取向差角的分布分数增加。当速度一定、采用十字交叉扫描时,小角度的取向差角占比为62.57%,而采用单向扫描时为47.69%。     

TA1中厚板电子束焊接头组织及力学性能

针对30 mm厚TA1中厚板开展电子束焊接试验。通过光学显微镜、维氏硬度仪、拉伸试验机等检测手段,分析焊接过程对TA1微观组织及力学性能的影响。结果表明,采用电子束焊在适当规范下可获得优质接头。接头不同区域组织差异显著:母材为等轴α;焊缝由柱状α、锯齿α和少量针状α组成;热影响区为锯齿α。随熔深增加,焊缝中柱状α与锯齿α晶粒尺寸递减,柱状α晶界逐渐变模糊。拉伸试验中,焊接试样出现颈缩并断于母材。对于取自不同位置的母材及焊接试样,拉伸性能差异不大,但焊接试样强度略高于母材。不同熔深处接头横向硬度分布趋势大致相同:焊缝中心区最高,热影响区其次,母材最低。与母材相比,接头的一系列性能表现与电子束焊接过程中较快的冷速、TA1材料传热特性以及锯齿α与针状α的强化作用有关。     

纯铝电子束焊显微组织和力学性能

针对应用越来越广泛的纯铝焊接质量、接头性能及生产率提出的新要求,通过金相分析、力学性能试验,研究了纯铝A199.60电子束焊接头的显微组织和力学性能.结果表明,纯铝焊缝主要是柱状晶,焊缝中心组织为细小的等轴晶;同时,电子束焊接头产生软化现象,其强度有所降低,但塑性得到了提高,综合性能得到了一定程度的改善.     

热处理对粉末冶金Inconel 718高温合金组织及性能的影响

以超高转速等离子旋转电极法(SS-PREP法)制备的高球形度Inconel 718高温合金粉末为原料,采用热等静压(HIP)工艺制备了Inconel 718粉末高温合金,重点研究了热处理制度对合金组织和力学性能的影响.实验结果表明:采用SS-PREP法制得的Inconel 718高温合金粉末粒度分布均匀,球形度良好,具...     

AlSi12CuMgNi铝合金的真空电子束焊接接头组织及性能

将AlSi12CuMgNi铝合金挤压铸造的活塞顶圈和锻造的活塞裙进行真空电子束焊接,对优化工艺条件下焊接接头的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,接头成形良好,没有明显的热影响区,焊缝狭窄;焊缝区域主要由细小的α-Al相、α+Si共晶体、初晶硅以及Mg2Si等强化相组成;焊缝中心组织为细小的等轴晶和树枝晶;熔合区组织主要为柱状晶。接头强度不低于挤压铸造母材,焊缝硬度高于母材;焊接接头的拉伸断口断面上分布大量撕裂棱和解理面,呈脆性断裂特征。     

30mm厚不锈钢电子束焊接接头组织与性能

对30 mm厚0Cr18Ni10Ti不锈钢进行电子束焊接试验,在合适的工艺参数下得到焊接变形小、无内部缺陷、成形良好的接头。在室温下测试该接头的显微组织、显微硬度和力学性能,结果显示焊缝区组织为奥氏体和呈骨架铁素体,接头的硬度分布均匀,无明显弱化区域。接头处抗拉强度为578 MPa,焊接系数0.91,焊缝处冲击韧值A_(KV)达到300 J/cm^2,焊缝韧性与母材相比显著提高。     

铸造Ti-Al-Mo-Zr钛合金电子束焊接接头组织与性能

选用电子束焊接方式对14 mm厚铸态Ti-Al-Mo-Zr钛合金进行焊接,在合适的工艺参数下获得成形良好、无内部缺陷的焊接接头。室温下测试与分析焊接接头的显微组织、显微硬度和力学性能,结果显示焊缝处主要由β相基体和粗大的针状α相组成,热影响区处受焊接热循环作用部分转变为网状片层组织。焊缝处硬度略高于母材处,接头整体硬度分布均匀,无明显弱化区域;接头焊缝处抗拉强度优于母材,焊缝处冲击值AKV达到75 J/cm~2,热影响区冲击值为73 J/cm~2,Ti-Al-Mo-Zr钛合金电子束焊接接头冲击韧性良好。     

热力作用对电子束焊件显微组织与力学性能的影响

钛基金属间化合物与常规钛合金组成的异种材料焊接件,在航空工业中发挥着重要作用。针对电子束焊接的Ti2Al Nb/TC11焊件接头塑性较差和显微组织不稳定的特点,对其进行热加工,分析热力作用对焊件接头显微组织与力学性能的影响。结果表明,热力作用对该焊件拉伸性能的影响不明显,焊态及热加工后的试样均在TC11合金基体上发生韧性断裂,并表现出极高的强度;焊后直接进行热处理时,焊件显微组织有所稳定化,但是焊缝组织脆性增加,室温冲击时发生穿晶解理断裂;在一定条件下进行等温变形与热处理后,焊件各部位显微组织均有所细化,焊缝组织中晶界呈现不连续分布,强化相弥散分布,焊件表现出良好的综合力学性能。