熔体处理对TiB2颗粒增强ZL101铝基复合材料力学性能的影响

试验研究了熔体处理对TiB_2颗粒增强ZL101铝基复合材料的影响。分别用六氯乙烷和高纯氩气对w(TiB_2)=10%的Ti B2颗粒增强ZL101铝基复合材料熔体进行处理,考察不同熔体处理方式对复合材料铸态组织和性能的影响。结果表明:熔体经高纯氩气处理后,复合材料铸锭内的夹渣和气孔缺陷减少,屈服强度和伸长率分别由熔体未处理前107 N/mm~2、2. 5%增至160 N/mm~2、2. 9%。经六氯乙烷处理后复合材料铸锭的夹渣数量明显增加。铸锭经相同轧制工艺轧制后,经高纯氩处理的试样轧制变形性能较好,而经六氯乙烷处理的试样变形性能较差。未经处理的铸锭轧制后的屈服强度和伸长率分别为173 N/mm~2和3. 2%,经高纯氩处理后铸锭轧制后的屈服强度和伸长率分别为198 N/mm~2和3. 5%。     

倾斜板法制备铝基复合材料半固态坯料的研究

采用倾斜板法制备了半固态TiB2/ZL203复合材料坯料,考察了浇注温度和倾斜角度对半固态坯料组织中初生α-Al颗粒形貌和尺寸的影响。结果表明,采用倾斜板法可以制备出初生α-Al相细小且呈等轴状或近球状的TiB2/ZL203复合材料坯料。初生α-Al相平均晶粒尺寸和平均圆度系数分别随着浇注温度的减小和倾斜角度的增加而相应地减小和增加。但当倾斜角度超过45°时,半固态组织有所粗化。当倾斜角度为45°和浇注温度为700℃,半固态TiB2/ZL203复合材料坯料初生α-Al相平均晶粒尺寸最小,形貌最为圆整,适于触变成形。     

基于神经网络铝基复合材料焊接接头力学性能分析

基于神经网络理论,结合真空扩散焊接过程中的持续时间、温度和压力等焊接参数的影响,建立了可用于铝基复合材料焊接接头力学性能分析的数学模型。该数学模型的预测结果与实测数据间的最大相对误差、平均相对误差和均方误差指标均满足预测要求,且模型有较高的精度和较强的容错能力。利用所建立的真空扩散焊接模型进行仿真,可以分析不同的焊接参数对于焊接接头力学性能的影响,为铝基复合材料的力学性能分析提供了有价值的参考。     

SiCp/Al复合材料电子束焊接接头组织及性能

对SiCp/Al复合材料自身进行电子束焊接,研究了其接头成形、焊缝组织、热影响区组织及接头力学性能.结果表明,SiCp/Al复合材料自身直接电子束焊接时,接头的主要缺陷是焊缝成形差、易形成两侧堆积颗粒物的凹槽;焊缝组织中存在界面反应产生的灰白色初生硅、深灰色针状相Al4C3以及Al-Si共晶中的浅灰色针状共晶硅,形成脆性区,拉伸断裂位置便在此处,断裂为脆性断裂.熔合区附近硬度较高,与焊缝区组织及硬度差异较大.接头的最高强度为73 MPa,仅占母材平均抗拉强度的41％.     

预制块重熔法制备的SiC/Al复合材料的磨损性能研究

本文采用含高体积分数SiC颗粒预制体在高能超声搅拌下加入铝熔体的方法制备SiCP/Al复合材料,研究了复合材料的微观组织特征、硬度和摩擦磨损性能。实验结果表明：高能超声重熔预制块的方法制备的复合材料基体组织形态均匀细小,SiCP颗粒在复合材料中弥散分布,与基体间结合良好;随着SiCP颗粒体积分数的增加,复合材料的硬度上升,耐磨性显著提高。通过对复合材料磨损表面的SEM观察分析表明,在干摩擦条件下,复合材料的磨损机理为微切削磨损和表层剥落及部分粘着磨损的综合作用。     

TA15合金电子束嵌入法焊接接头的力学性能

通过嵌入过渡金属材料及调节焊接工艺的方法,优化嵌入法电子束焊接接头焊缝中合金元素成分,并且有效控制焊缝成分的均匀性,从而改善焊接接头力学性能.研究结果表明:嵌入法焊接接头强度与母材的相当,冲击韧性较常规工艺焊接接头有显著提高,升幅超过50%,并且有效降低焊接接头疲劳寿命的分散度.     

应变速率对TC18钛合金厚板电子束焊接接头组织和力学性能的影响

研究了在优化后的焊接工艺参数下,TC18钛合金厚板电子束焊接接头沿板厚方向(上层、中层、下层)应变速率对显微组织、拉伸性能和应变硬化行为的影响。结果表明:焊接后焊缝微观结构发生了明显变化,熔合区显微组织由粗大的β相和次生α相组成。与母材相比,沿厚度方向的焊接接头表现出较低的强度和塑性,但其硬化能力增强。焊缝下层的强度和延伸率高于中层和上层。当应变速率为1×10~(-2)s~(-1)时,焊缝的最大屈服强度和极限抗拉强度达到母材的83%。随着应变速率的增加,焊缝的硬化能力下降。拉伸断裂发生在焊缝区,上层的断裂过程为解理断裂,中下层为准解理断裂。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的电子束焊接研究现状

综述SiC颗粒增强铝基复合材料电子束焊接的研究现状。在简要介绍电子束焊接原理的基础上,阐述目前该类材料在电子束焊接过程中存在的主要问题及相应的解决措施。对SiC颗粒增强铝基复合材料的电子束焊接数值模拟的未来研究发展动向进行了分析和展望。     

原位生成TiB2/ZA27复合材料的组织与耐摩擦磨损性能

以铝熔体为载体,采用混合盐反应法生成形状规则、尺寸细小的TiB2颗粒,再传递到ZA27合金中,获得TiB2/ZA27复合材料。通过金相显微镜、XRD、SEM、EDS和摩擦磨损试验等分析方法测试了复合材料的微观组织和耐摩擦磨损性能。结果显示,TiB2颗粒在TiB2/ZA27复合材料中分布均匀,平均直径小于3μm。TiB2颗粒的加入对基体组织有显著的细化效果,并随着TiB2颗粒含量的增加,复合材料的耐摩擦磨损性能相比于基体材料有明显提高。     

Ti-22Al-24Nb-0.5Mo电子束焊接接头组织性能研究

对Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金的电子束焊接接头开展研究,焊接接头熔合区由B₂相柱状晶和分布在上下边缘的少量枝状晶组成,并且沿中心轴对称分布。对焊接接头进行了850_oC/2hr/AC(时效)与980_oC/2hr+850_oC/24hr/AC(固溶+时效)两种热处理,时效态接头熔合区的B₂相中析出了大量针状O相,而固溶+时效态熔合区的O相更为粗大,且α₂相重新形成。两种热处理后接头的常温拉伸性能相近,但在高温下时效态接头的强度稍高。固溶+时效态接头的650_oC持久寿命高于时效态,失效模式都为沿晶断裂。     

偏束距离对铝合金/钢电子束焊接接头组织与性能的影响

分析了不同偏束距离对铝合金/钢异种金属EBW接头的组织形态、化合物层厚度、裂纹缺陷以及接头性能的影响.结果表明,随着偏束距离的增加,焊缝中的Fe-A l化合物颗粒逐渐消失,晶界上的共晶体减少,化合物层形态由复杂变简单,厚度减小.偏束距离较小时,在化合物层附近的焊缝中存在裂纹缺陷;偏束距离较大时,在化合物层上存在裂纹.偏...     

2A14高强铝合金电子束焊接头缺陷分析

研究了2A14铝合金在电子束焊接中的主要缺陷,分析了焊接缺陷的形貌特点、形成原因和控制措施,为铝合金电子束焊接接头质量的提高提供了依据.结果表明,在铝合金电子束焊接头中的裂纹为结晶裂纹,增加电子束流搅拌以减少成分偏析,细化组织可减少裂纹的产生;彻底清除氧化膜、增加扫描频率、实施焊后重熔均可有效地减少焊缝气孔的产生;焊后重熔和增加搅拌同样对焊缝内的根部缩孔有一定的改善作用;在焊接结构上采取适当措施解决焊缝下榻;焊接接头的软化通过焊后热处理得到明显改善.     

TiB_2/ZL101复合材料与ZL101合金激光焊对比研究

对TiB_2/ZL101复合材料和ZL101基体合金进行激光焊对比研究,结果表明:TiB_2/ZL101复合材料对激光的吸收率大于ZL101基体合金,相同工艺参数焊接时复合材料的焊接深度大于基体合金。由于基体合金导热率较大,使得焊缝上部比复合材料焊缝较宽。在功率一定时,较快的焊接速度(3 m/min)使得基体合金焊缝组织为α相和分布在α相间的针列状共晶体复合组织;而在较慢的焊接速度(2 m/min)时,基体合金焊缝组织为α相和分布较均匀的块状或长针状共晶Si相。复合材料在较快的焊接速度(3 m/min)时,晶界壁较薄,仅有少量共晶Si存在,在较慢的焊接速度(2 m/min)时,晶界壁明显变厚,共晶Si相较多。通过测试两种不同焊接速度的ZL101合金焊缝硬度表明,焊缝硬度值均比母材高,但共晶Si以针状或块状存在的焊缝硬度值小于针列状形式存在的焊缝硬度值。     

TA15钛合金电子束焊焊接接头力学性能

钛合金材料以及相关制造技术是实现飞机先进性的重要基础之一,电子束焊接是钛合金板材一种先进的焊接形式.对TA15钛合金板材电子束焊接试样进行了金相分析和静力试验、疲劳试验和扫描电镜(SEM)分析.结果表明,TA15板材电子束焊焊接接头的焊缝、热影响区和母材的微观组织差别明显;焊缝韧性降低,抗拉强度高于母材;热影响区尺寸较小,在1～2 mm左右,是焊接接头的薄弱部位;疲劳裂纹大多萌生于焊接热影响区区域,疲劳破坏试样断口的SEM分析表明,疲劳裂纹大多起源于焊接热影响区的气孔处.     

SiCp/LD2复合材料的激光焊焊缝组织及性能

利用连续CO2激光焊焊接了SiCp/LD2复合材料,利用光镜、X射线及电子探针分析了焊缝组织,结果表明,在所用的热输入范围内,焊缝中均发生了界面反应,生成了针状Al4C3.随着热输入的增大,针状Al4C3的尺寸增大,而焊缝中的气孔由圆形变为不规则状.通过在工件之间添加一嵌条进行对接焊,较好地控制了Al4C3的形成,得到了性能良好的接头.     

Cu/Al/Cu层状金属复合材料电子束焊接接头特征

研究了Cu/Al/Cu层状金属复合材料的电子束焊,对焊接接头的表面成形、微观组织、力学性能进行分析。结果表明,采用电子束焊可以实现Cu/Al/Cu层状金属复合材料的有效连接。不同金属层焊缝宽度明显不同,铝层焊缝宽度最大,且铝层金属大量进入顶部和底部的铜层焊缝中。各层母材和焊缝界面均出现了IMCs层,铝层主要是Al2Cu,铜层则主要是AlCu,Al2Cu。在焊缝中心生成大量的块状Al2Cu,均匀分布在α-Al和Al2Cu组成的共晶组织基体中。接头抗拉强度为44 MPa,断口呈现明显的脆性断裂特征,拉伸断裂位置于显微硬度最高的焊缝中心区。创新点： (1)采用Cu/Al/Cu层状金属复合材料代替纯铜在工业领域的应用。(2)采用电子束焊接技术实现Cu/Al/Cu三明治结构层状金属复合材料的焊接。     

钢侧偏束电子束焊接纯铝/Q235异种金属接头试验

采用钢侧偏束电子束焊接方法对铝/钢异种金属接头进行了连接,对接头组织和相组成进行了分析,并对接头抗拉强度进行了了测试.结果表明,钢侧结合良好,焊缝组织均匀,铝侧熔合区存在过渡层,其内有金属间化合物层存在.适当的钢侧偏束量能够提高接头强度,在文中试验范围内,在偏束量为0.5 mm时获得了相对最高的抗拉强度69 MPa.金属间化合层的存在弱化了接头强度,断裂呈脆性特征.     

铝合金/Ag中间层/钢的电子束偏束焊接头组织与性能(英文)

在铝合金与钢之间添加Ag中间层后进行电子束焊接实验。其他参数固定的情况下,对电子束作用位置不同时的焊缝成形、接头组织和力学性能进行分析。结果表明:随着电子束斑点从银-钢对接面向银侧偏移距离的增大,焊缝成形明显得到改善,接头中的气孔缺陷消失。在银-铝对接面形成由Ag2Al和Al共晶组成的过渡层,过渡层随着偏束距离的增大而变窄且不连续。当偏束距离过大时,在银-钢界面上形成FeAl和FeAl3两种化合物层。当电子束最佳偏束距离为0.2mm时,接头强度最高达193MPa,为铝母材的88.9%,此时断裂发生在银-钢界面上。     

Electron beam welding of SiCp/LD2 composite

1 Introduction SiC particle reinforced aluminum composites (SiCp/Al) possess excellent properties, e.g. high strength- to-mass ratio, high stiffness-to-mass ratio, good wear resistance and higher service temperature, therefore they are considered a kind…     

Investigations of microstructures and properties in electron beam welded joints of TiAl to TC4

The normally centered electron beam and non-centered electron beam welding of TiAl to TC4 was investigated in order to analyze the electron beam weldability between TiAl/TC4 dissimilar materials. Macroscopic cold crack easily occurred near TiAl substrate in the joints. The optimal tensile strength was related to the welding heat input. The weld structures were composed of bulky columnar grains and equiaxed grains. The isolated phases consisted of large quantities of α2 -Ti3Al phase, small quantity of B2 phase, γ-TiAl phase and YAl2 phase. Insufficient melting of the base metal occurred in the weld when the beam position leaned to the TC4 side. The tensile strength could be improved when the deflection was limited in the optimum range. Otherwise, non-fusion zone was easily generated in the weld, which led to the low tensile strength.