保护气配比对高氮钢焊丝接头组织性能的影响

对高氮奥氏体不锈钢焊缝进行固氮,在多元活性保护气氛条件下,用氮的质量分数为0.46％的高氮钢焊丝进行焊接试验,研究保护气体不同氮气配比对焊丝接头的固氮效果、气孔敏感性、显微组织及力学性能影响.结果表明:随保护气体中氮气配比增加,焊丝接头的氮含量先增大后趋于稳定,气孔倾向先减后增;焊缝组织中奥氏体枝晶变粗,枝晶间距增大;当氮气配比为15％时,接头的抗拉强度和断后伸长率最大,分别为905 MPa和21.2％,冲击韧性受氮含量及气孔的共同影响先增后减.     

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。     

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。     

中厚度高氮钢双丝MIG焊接头组织和性能研究

采用双丝熔化极惰性气体保护焊接(双丝MIG)方法,对厚20、40 mm的高氮奥氏体不锈钢板进行了焊接。研究了焊接接头的组织、硬度、力学特性及断口形貌。结果表明:高氮奥氏体不锈钢双丝MIG焊接热影响区和焊缝的组织为奥氏体+少量δ-铁素体,显微硬度明显低于母材;20 mm厚板双丝MIG焊接接头抗拉强度和韧性优于40 mm厚板;拉伸和冲击断口形貌为明显的韧窝。     

选区激光熔化复合成形钢铜异质结构界面微观组织与力学性能

机加工与选区激光熔化(SLM)复合成形可实现零件高效率、低成本、异种材料成形。研究在高强度机加工钢基板上SLM成形高热导率铜合金,将SLM技术与传统机加工技术相结合,复合成形复杂双金属结构。利用SLM技术在机加工316L基体材料上成形CuSn10合金,阐明了复合工艺下成形的钢铜异质结构其界面处的微观组织与力学性能。采用金相显微镜、扫描电镜以及能谱检测对界面处的微观组织及元素分布进行观察分析;通过拉伸试验以及显微硬度的测量对复合成形钢铜异质结构的力学性能进行分析。分析结果表明：钢和铜相互扩散渗透,在界面处熔合区形成钢和铜相互包围的冶金结合区域,在靠近316L基体侧结合区发现显微裂纹,并且向316L基体延伸;结合区域抗拉强度达到361.65±5.45 MPa,延伸率为3.9%±0.1%,界面处显微硬度由316L基体区域的244.9 HV逐渐降低到CuSn10区域的155.1 HV。实验结果表明,机加工与SLM技术相结合复合成形钢铜异质结构具有良好的界面结合以及力学性能。     

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。     

镁合金活性TIG焊与TIG焊的接头组织与性能分析

采用TIG焊和活性TIG焊(A-TIG)方法对10mm厚的AZ31镁合金进行焊接。使用光学显微镜、扫描电镜等分析两种焊接方法焊接的接头外观形貌、显微组织等。试验结果表明:两种方法都能获得成形美观的焊缝,但采用活性剂可以获得更好的熔透效果;这两种方法获得的接头晶粒尺寸为焊缝区最大、母材区最小,并且打底焊与封面焊的组织形貌不完全相同;当采用TIG焊时,析出相主要在晶界上,而采用A-TIG焊时,在晶界与晶粒上都存在析出相;两种方法得到的焊接接头硬度都是焊缝区硬度最高,热影响区最低;两种方法得到的焊接接头强度基本一致,断裂部位在焊缝处。     

爆炸焊接银/钢复合板性能与微观组织检测

通过对爆炸焊接银/钢复合板的力学性能和微观组织进行检验,综合评估银/钢复合板的品质.试验结果表明,银/钢复合板的各项性能指标满足用户使用要求.     

Mg含量对ER5356铝合金焊丝熔敷金属组织和性能的影响

针对国产ER5356铝合金焊丝,用熔化极惰性气体保护焊(MIG)制备ER5356铝合金焊丝熔敷金属,研究Mg含量对其组织和性能的影响。结果表明：熔敷金属主要由α(Al)基体相和少量β(Al₃Mg₂)相组成;熔敷金属层内中心部位以尺寸较小的树枝晶组织为主,近界面处以柱状晶为主,界面区以细小的等轴晶为主;熔敷金属顶部区域为发达的树枝晶结构,Mg出现了晶内偏析,随Mg含量升高,偏析加剧;随焊丝中Mg含量的增高,熔敷金属的抗拉强度和屈服强度提高,而伸长率先增后减,Mg的质量分数为4.49%的熔敷金属综合性能最佳,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为277.7 MPa、131.3 MPa、34.2%。     

低碳钢表面合金强化层组织及性能的研究

利用双层辉光离子渗金属技术，在Q235钢表面进行Mo- Cr共渗，随后进行超饱和渗碳、淬火及回火复合处理。表面合金化层厚度达100 μm以上，表面Mo含量20%以上，Cr含量10%左右。超饱和渗碳表面含碳量在2.0%以上。在M-200磨损试验机上试验，摩擦因数平均为0.1，平均相对耐磨性是GCr15渗碳淬火钢的2.25倍。在箱式炉中690℃回火4h，表面平均硬度595 HVo．025，有较好的抗高温软化能力。     

不同厚度陶瓷与钢背板复合抗弹丸穿甲能力的实验研究

采用12.7mm穿甲燃烧弹,研究陶瓷/钢复合装甲当陶瓷支撑钢板厚度不同时抗弹性能的变化情况.靶板采用Al2O3陶瓷作为面板,背板采用高强度钢板,装甲铝合金为基板,背板与面板之间应粘结良好.研究结果表明:陶瓷面板厚度为10mm时,随着钢背板厚度增加,整体结构的抗弹能力提高;陶瓷面板厚度为8mm,钢背板厚度为1～2mm时,抗弹能力随着背板厚度增加变化不显著;面/背板间高粘接强度可保证陶瓷面板具有优良抗弹性能.     

形变热处理对中碳Cr-Ni-W-Mo钢组织及力学性能的影响

为进一步提高中碳Cr-Ni-W-Mo钢的强塑性,采用Gleeble 3500热模拟试验机在700 ℃温度下进行变形量为20%~50%的形变热处理（TMT）。利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射对试验钢组织进行表征,利用拉伸试验机对拉伸性能进行测试,研究TMT工艺对其组织演变和力学性能的影响。结果表明：试验钢在TMT后的组织是包含回火马氏体、下贝氏体、残余奥氏体的复相组织,随着形变量增加,下贝氏体组织及残余奥氏体含量、位错密度相应增加,板条宽度减小;在相变强化、细晶强化及位错强化共同作用下,随着形变量增加,试验钢的强度增加,塑性升高;当形变量为50%时屈服强度达到1 733 MPa,抗拉强度达到2 243 MPa,伸长率为12.66％,与传统热处理相比,分别提高28.18%、12.88%和50.35%,获得了良好的强塑性匹配。     

304不锈钢/Q235钢的多面约束装药爆炸焊接

为了提高爆炸焊接中炸药的能量利用率,使用了蜂窝铝结构乳化炸药和在蜂窝铝结构乳化炸药上端布置覆盖板的多面约束装药方式。蜂窝结构及覆盖板的多面约束减弱了空气中稀疏波对炸药爆轰的影响,降低了炸药爆轰的临界直径,提高了炸药对复板的做功能力。以304不锈钢板和Q235钢板分别作为复板和基板,进行了多面约束装药和普通乳化炸药裸露装药的对比爆炸焊接试验,并采用格尼模型对爆炸焊接窗口和覆盖板对复板碰撞速度的影响进行了理论分析。结果表明,与传统爆炸复合技术相比,结合质量明显提高,并且炸药使用量减小了50%,炸药能量利用率显著提高。而复板碰撞速度随着覆盖板质量的增加而增加,但增加率降低。此外,得到了爆炸焊接窗口并对焊接质量进行了预测,实验和预测结果吻合良好。     

铝钢复合板结合性能研究

通过铝钢复合板试制和力学性能对比,实验研究了铝／钢复合板的结合性能。实验结果表明,镍作为铝／钢复合板过渡层时,剪切强度能达到195MPa,拉脱强度能达到236MPa,远远大于钛或铝作为过渡层时复合板的结合强度;同时表明镍作为铝／钢过渡层有效地改善了铝钢复合板的结合品质,进一步拓宽了铝钢复合板的使用范围。     

钢丝网-钢纤维增强活性粉末混凝土力学性能试验研究

研究钢丝网、钢纤维对活性粉末混凝土( RPC)的增强作用。对所设计的不同钢纤维掺量的钢丝网一钢纤维增强RPC试件,测试分析其抗弯、抗压、劈裂抗拉和抗冲击强度。试验结果表明：在钢丝网中加入钢纤维可以有效的提高钢丝网RPC的各项力学性能指标;钢丝网一钢纤维增强RPC中钢纤维的最佳掺量体积比例为2%.