30CrMnSiNi2A钢焊接接头热处理后的组织与性能

研究了30CrMnSiNi2A钢电子束焊接接头热处理后的组织和性能。试验结果表明，该钢电子束焊接接头焊缝为典型的粗大针状马氏体加残余奥氏体组织，HAZ（热影响区）为中温组织，经过900℃油淬加低温回火处理后，焊缝和热影响区组织转变为回火马氏体和残余奥氏体。焊态下，由于母材的强度较低，此种电子束焊接接头的拉伸试验断裂部位均在母材；经过上述热处理，母材的强度有了大幅度的提高，焊缝的强度虽然稍有降低，但伸长率提高了将近1倍，获得了良好的综合力学性能。但上述热处理后，焊缝和热影响区的冲击韧度和断裂韧度值较低，这主要是因为中碳马氏体中含碳量略高造成的。焊缝由于组织细小且均匀，与热影响区相比，具有相对较高的断裂韧度。     

Influence of Aluminum Content on the Microstructure and Properties of Electron Beam Welded Joints of TiAl/ TC4 Alloy

研究了不同工艺参数下TiAl/TC4异种材料电子束焊接接头组织和力学性能,分析了焊缝中Al元素含量对焊缝组织和接头力学性能的影响。对中焊时焊缝区主要以α-Ti3Al相和α-Ti相为主,还包含少量B2相和YAlx相。焊缝中TiAl母材熔化量约为1/3,TC4母材约为2/3,Al质量分数约为28%,较高的Al含量促使形成脆性α相,降低了接头局部位置的塑韧性。对中焊时接头抗拉强度普遍不高,断裂为典型的脆性穿晶及准解理断裂。当电子束向TC4合金一侧进行焊接时,焊缝中Al含量进一步降低,接头组织得到改善,可提高接头的力学性能,偏移量hs=0.2mm时接头最高抗拉强度为422.2MPa。     

焊接速度对30CrMnSiNi2A钢电子束焊接头组织和力学性能的影响

30CrMnSiNi2A钢由于其出色的质强比成为制造飞机起落架、襟翼的重要材料。电子束焊的焊接速度对工程应用中30CrMnSiNi2A钢的微观结构和机械性能产生极大影响。接头微观组织从热影响区细小等轴的回火索氏体与马氏体混合组织,转变为焊缝区域的树枝状板条马氏体晶粒。显微硬度由母材向焊缝中心逐渐增高,焊缝区域显微硬度最高可达690HV0.2,约为母材的两倍;拉伸强度最高为842MPa,达到母材强度的96.9%。此外随着焊接速度的提高,晶粒尺寸减小,显微硬度随之提高;但HAGB和渗碳体数量的下降对接头强度不利,使得接头抗拉强度随焊接速度提高而下降,不同焊接速度下接头断裂模式均为脆性断裂。     

铂基合金与GH3128合金电子束焊接接头组织与性能研究

采用电子束焊接技术对铂基合金与GH3128进行焊接。利用工业CT、扫描电子显微镜、显微硬度仪和材料万能试验机,研究了铂基合金与GH3128焊接接头显微组织、力学性能及断口形貌。结果表明:铂基合金与GH3128具有良好的焊接性能,焊接接头的质量良好,无缺陷,成分均一,焊缝区显微硬度在360~380之间,焊缝强度为499 MPa,断裂方式为韧性断裂,断裂位置位于铂基合金一侧。     

电子束局部热处理对30CrMnSiNi2A钢接头组织和断裂性能的影响

一般电子束焊接接头在焊后都需要进行真空或炉中整体热处理,以改善接头的组织和性能。电子束局部热处理是一种新型的热处理方式,具有精确度高、灵活性好、效率高、节省能源和提高生产率的优点。因此探讨该热处理方式对电子束焊接接头组织、力学性能和断裂韧性的影响规律,具有十分重要的实际意义。本文结合金相组织分析,对30CrMnSiNi2A钢电子束焊接后焊态、焊后炉内整体热处理和电子束局部热处理三种焊接接头不同区域的力学性能和断裂韧性进行了探索性试验研究。试验结果表明,电子束局部热处理能够在一定程度上改善焊接接头的组织和断裂性能,特别是能够明显改善焊缝的断裂韧性,但还不能完全替代整体热处理,仍需要今后继续探索其更为合理的处理方式和工艺。     

10 mm厚TC11钛合金电子束焊接组织性能和残余应力

利用真空电子束焊机对TC11钛合金进行试验研究。采用光学显微镜及扫描电镜观察并分析接头不同区域的组织特征,并对焊接接头进行了显微硬度和力学性能测试,同时采用盲孔法对试样的残余应力进行测试。结果表明:TC11钛合金电子束焊接头焊缝区的组织特征为典型的柱状晶,晶粒内为交错排列细密的α′相,而热影响区组织为均匀的α′相和原始α+β转相的混合物。显微硬度与组织呈现较好的对应关系,即焊缝及热影响区的显微硬度高于母材。接头的冲击韧性比母材提高了20%,而抗拉强度为母材的98%左右。残余应力为以纵向应力为主的单向拉伸应力状态,横向残余应力数值则较小。     

焊后热处理对铝锂合金电子束焊接头组织与性能的影响

对2090铝锂合金电子束焊接头进行焊后热处理,热处理工艺为530℃固溶0.5h+190℃时效12h。结果发现,焊接接头的抗拉强度由焊态下的331MPa提高到热处理后的415MPa,焊后热处理使接头的强度大大提高。金相组织观察表明,铝锂合金电子束焊接头经过热处理后焊缝晶粒形貌由焊态下的等轴树枝晶转变成等轴晶,并且在晶粒内部和晶界处析出细小的强化相。XRD相结构分析显示接头焊缝中的强化相主要为δ′(Al3Li)、T1(Al2CuLi)、β′(Al3Zr)等。TEM观察证实,热处理后2090铝锂合金接头焊缝中析出了多量的球状δ′相和针状T1相。拉伸断口分析表明,铝锂合金电子束焊接头在焊态下为带韧窝的穿晶断裂,经过热处理后接头断裂模式转变为沿晶断裂。     

低合金钢与双相不锈钢异种金属焊接接头组织和性能的研究

采用2507超级双相不锈钢(2507SDSS)、X80管线钢作为基材,使用熔化极气体保护焊(MIG)技术,制备了2507 SDSS/X80异种金属焊接接头。对异种金属焊接接头不同区域的微观组织结构进行表征,分析焊接接头的组织和性能。结果表明,在熔合界面与II型界面之间存在明显的Fe、Cr、Ni、Mo、Mn浓度梯度,稀释区具有最高的硬度。X80钢与焊缝金属构成电偶腐蚀,将加速低碳钢的腐蚀,是工业应用中的薄弱环节。     

不锈钢方管套接接头电子束钎焊微观组织分析

选用合理的电子束钎焊工艺参数,获得了良好的钎焊接头.用扫描电镜和能谱分析仪对钎焊接头的显微组织进行了分析.结果表明,钎料区主要是固溶体组织;母材区除了奥氏体组织外,存在铜元素的扩散.     

B级钢/Q450NQR1钢焊接接头组织与力学性能

通过拉伸、弯曲、冲击、硬度试验以及金相分析等方法,研究了B级钢/Q450NQR1钢焊接接头组织与力学性能。结果表明:接头抗拉强度优于母材B级钢,弯曲性能良好;B级钢侧HAZ冲击值较低;焊缝组织为先共析铁素体+针状铁素体,B级钢侧HAZ为铁素体+网状珠光体,晶粒粗大。     

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。     

15CrMoR钢焊接接头的组织和力学性能

对15CrMoR钢,采用R307焊条、焊前预热、焊后高温回火的手工电弧双面焊焊接工艺,可获得性能良好的焊接接头,接头的各项力学性能完全满足使用要求.     

厚壁TC4-DT钛合金电子束焊接接头的微观组织特征

对50mm厚壁TC4-DT钛合金进行焊接试验,通过对接头横截面进行光学显微组织分析和显微硬度测试,研究电子束焊接对该合金微观组织特征的影响。结果表明:TC4-DT钛合金母材显微组织为等轴状初生α相和层片状(α+β)所构成的典型双态组织。焊缝区的显微组织为网篮状马氏体组织α,,焊缝上部粗大的原始β柱状晶界明显,下部原始β晶粒尺寸较小且晶界不明显。热影响区显微组织可分为2个区域,近焊缝热影响区显微组织为少量等轴初生α+针状马氏体α,,近母材热影响区显微组织为等轴初生α+含针状α的转变β组织。2个区域的分界取决于焊接冷却过程的β转变温度。接头焊缝区和热影响区显微硬度偏高,近焊缝热影响区显微硬度达到峰值。另外,不同焊缝深度处显微硬度有差别:随着熔深位置增加,焊缝区的显微硬度呈递增趋势。     

Influence of Vanadium Element on Microstructure of Electron Beam Welded Titanium Alloy to Stainless Steel Joint

Electron beam welding experiments of titanium alloys with different vanadium content to stainless steel,as well as alpha titanium to stainless steel using vanadium sheets as filler metal and transition portion were carried out.Microstructures of the joints were examined by scanning electron microscope.The properties were evaluated by microhardness and tensile strength.It was shown that electron beam welding is not feasible due to the brittle Ti-Fe intermetallics with high hardness.Increase of vanadium content in base metal can restrain but can’t avoid the formation of cracks.When vanadium content was too large,the joint was embrittled by FeTi compound with supersaturated V and also cracked after welding.Crack free joint was achieved by using vanadium transition portion which can prevent the contact of Ti and Fe elements.However,the formation of brittle σ intermetallics reduced the tensile strength of the joint,only up to 134MPa.     

SUS304不锈钢MAG焊接头组织与性能

通过金相观察、力学性能和耐晶间腐蚀性能试验，研究了SUS304不锈钢MAG焊接头组织与性能。结果表明，接头的抗拉强度不低于母材，而且塑性良好。焊缝为奥氏体组织，呈较为粗大的柱状晶形态，且与母材熔合良好；过热区的晶粒长大不严重。焊态时，焊接接头的腐蚀速率与母材相当，经敏化处理，接头的腐蚀速率大大增加。     

工艺参数对SiCp/101Al复合材料电子束焊接头的影响

以SiCp/101Al复合材料为研究对象,采用真空电子束焊接技术,研究在不同工艺参数条件下获得接头的组织与性能.通过拉伸试验,研究不同工艺参数对获得接头力学性能的影响;利用光学显微镜观察分析不同参数条件下接头区域的金相组织;采用透射电镜观察SiC-A1界面微观结构;利用扫描电镜观察接头断口形貌;利用X射线衍射仪测定接头焊缝区的相结构.结果表明,在保证试件完全焊透的情况下,降低电子束的线能量,可在一定程度上提高接头的强度;接头中的气孔主要形成于熔合线区域,快速焊接和电子束扫描可使气孔形成受到大大抑制;进一步的修饰焊有利于提高焊接接头的质量.     

添加QCr0.8阻隔层的钛/钢电子束焊接接头组织与性能

采用1.5 mm厚QCr0.8铬青铜作为阻隔层进行了TA15钛合金与304不锈钢的电子束焊接,重点分析了焊接接头的横截面形貌、微观组织和力学性能。结果表明,焊缝中存在约0.5 mm宽的未熔QCr0.8阻隔层,实现了Ti元素与Fe元素的物理隔离,避免了Ti-Fe化合物的形成。铜/钢侧焊缝由铜基固溶体与铁基固溶体组成。而钛/铜侧焊缝中V元素的加入很好地抑制了Ti-Cu界面化合物的大量生成,焊缝组织由铜基固溶体、(Ti,V)基固溶体及少量Ti-Cu化合物组成,提高了该区域的强度和塑性。未熔铜阻隔层在热作用下发生软化,接头拉伸断裂发生在未熔的QCr0.8上,接头抗拉强度为293 MPa,为塑性断裂模式。     

SUS304不锈钢MAG焊接头组织与性能

通过金相观察、力学性能和耐晶间腐蚀性能试验,研究了SUS304不锈钢MAG焊接头组织与性能。结果表明,接头的抗拉强度不低于母材,而且塑性良好。焊缝为奥氏体组织,呈较为粗大的柱状晶形态,且与母材熔合良好;过热区的晶粒长大不严重。焊态时,焊接接头的腐蚀速率与母材相当,经敏化处理,接头的腐蚀速率大大增加。     

电子束选区熔化成形高强钽的组织与性能

采用粉末床电子束选区熔化技术制备了高密度（99.93%）且无明显缺陷的块状钽样品,并对其微观结构、力学性能进行了研究。结果表明,沉积态的钽金属具有平行于生长方向的柱状晶结构。由于成形过程中的高冷却速率,在块状样品中观察到（001）织构和大量的小角度晶界。由于间隙元素氧和氮的固溶强化,电子束选区熔化成形的钽试样表现出了优异的室温屈服强度（613.55±2.57 MPa）和延伸率（30.55%±4.23%）。     

力学失配对电子束焊接接头疲劳裂纹扩展行为的影响

研究了高温合金电子束焊接接头区的疲劳裂纹扩展行为,深入分析了接头区力学失配对疲劳裂纹扩展方向及疲劳裂纹扩展速率的影响规律。结果表明,由于力学不均匀性的影响,电子束焊接接头的疲劳裂纹扩展具有不稳定性,位于高匹配焊接区的疲劳裂纹偏离原裂纹扩展方向,跨越焊接区与母材,呈复合型扩展;焊接区疲劳裂纹的集团使得裂纹尖端有效应力强度因子减小,因而焊缝区裂尖局部有效裂纹扩展驱动力下降,导致接头的疲劳裂纹扩展速率下