体育器材用镁合金/钛合金焊接接头组织与力学性能

异种金属的焊接不仅可以满足体育器材耐高温、耐磨损和耐腐蚀等性能需求,还可降低体育器材与设施的制造成本,是现代工程技术中非常重要的加工技术。对此,文中阐述了镁合金与钛合金在体育器材中的应用优势和焊接难点,采用激光焊方法设计了镁合金/钛合金焊接试验,采用铜作为中间层实现二者的冶金结合,并进行了接头微观组织和力学性能的测试与分析。结果表明：当其他焊接条件不变时,78 A焊接电流所获得的搭接接头的表面形貌和接头性能更好;铜作为中间层增强了焊接接头的显微硬度;接头拉伸断裂位置在焊接界面附近镁合金焊缝处。     

焊后热处理对7075铝合金PVPPA焊接接头组织与性能的影响

采用脉冲变极性等离子弧焊焊接10 mm厚的7075铝合金,对焊后试件进行固溶后水淬再进行二级人工时效处理,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机和显微硬度仪对焊缝的显微组织和焊接接头的力学性能进行了分析和测试,研究焊后热处理对焊接接头组织及力学性能的影响. 结果表明,焊缝区经热处理后晶粒由柱状晶向等轴晶转变,枝晶间和晶界处的T相溶解,焊接接头的抗拉强度由热处理前397.9 MPa提高到545.1 MPa,接头强度系数为0.925,焊缝的显微硬度有所改善,力学性能显著提高.     

焊后热处理对Al-Mg-Sc合金板材焊接接头组织与力学性能的影响

采用Al-Mg-Se-Zr焊丝为填充材料对Al-Mg-Sc合金薄板进行手工非熔化极惰性气体保护焊(TIG焊),并对焊接接头进行350℃下保温1h的焊后热处理.通过拉伸实验、显微硬度测试、SEM及TEM观察对热处理前、后的Al-Mg-Sc合金焊接接头的力学性能及微观组织进行了对比研究.结果表明:热处理前焊接接头强度为332MPa;经350℃/1h热处理后,焊接接头强度增至410 MPa,焊接接头强度系数达到0.98,焊接接头延伸率由5.6%增加至14.4%,并且焊缝区的显微硬度得到大幅度提高,拉伸时断裂位置由焊缝区转移到了熔合区.焊后热处理使焊缝区析出大量弥散分布的Al3(Sc,Zr)粒子,这些粒子与基体共格,使焊缝区的硬度、抗拉强度和屈服强度大幅度提高.     

对改善焊接接头力学性能热处理的见解

简介了压力容器常见的热处理工艺.阐述了焊后热处理对V改进钢(2.25Cr-1Mo-0.25V)、P91钢及07MnNiMoDR钢焊接接头力学性能的影响.重点介绍了采用高于A以热处理改善热成形封头焊缝及电渣焊焊接接头的冲击韧性.随后简介了焊后热处理改善焊接接头(焊缝金属)其它性能,如断裂韧性、蠕变性能、抗应力腐蚀性能及疲...     

焊后热处理对SA335 P5耐热钢焊接接头力学性能的影响

为了解决SA335 P5耐热钢石油化工压力管道焊态接头的焊缝硬度过高、塑性变差导致接头综合力学性能较差的问题,分别对焊态、焊后火焰热处理和焊后电热处理的SA335 P5耐热钢焊接接头进行力学性能测试,并分析对比不同热处理工艺条件对SA335 P5耐热钢焊接接头力学性能的影响。结果表明：当电热处理温度为750℃,加热2.5 h时,硬度值为HV140,焊接接头的抗拉强度为503.7 MPa,伸长率达到50.07%,满足石油化工行业标准对SA335 P5钢焊接接头综合力学性能的要求。     

焊后热处理对Ti180电子束焊接头组织与性能的影响

对7 mm厚Ti180双相钛合金电子束焊接接头采用不同焊后热处工艺(550～700℃,8 h),研究热处理温度对接头的显微组织和力学性能的影响。结果表明：热处理后Ti180电子束焊接头焊缝区和热影响区的残余β相上生成纳米级针状α相和球状亚微米级颗粒Ti₅Sn₃。随着热处理温度的升高,次生针状α’相逐渐减少,纳米级针状α相逐渐粗化,球状亚微米级颗粒逐渐回溶,使得接头的焊缝区和热影响区的显微硬度逐渐减小。此外,接头的常温抗拉强度和伸长率逐渐下降,而高温抗拉强度和伸长率整体上呈现随热处理温度先下降后上升的变化趋势。在热处理参数为550℃、8 h时,Ti180焊接接头具有最优的力学性能。且焊后热处理可以显著减小Ti180焊焊接接头的残余应力,在热处理温度为650℃时,接头的残余应力消除效果最佳。     

焊后热处理对P92钢焊接接头显微组织和力学性能的影响

采用光学金相显微镜和力学性能测试等方法,研究了电阻履带式和中频感应两种不同的焊后热处理方法对P92钢焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:中频感应处理下的焊缝组织较为细小,马氏体板条界面变得更加模糊;焊接接头各层母材、热影响区及焊缝硬度值分布均匀,内、中和外层的硬度差值较小;焊缝及热影响区冲击吸收能量沿壁厚方向分布较为均匀,且均高于P92母材标准要求值。因而,中频感应加热法不仅可以很好地改善焊缝组织,而且在壁厚方向上,可以使焊缝韧性等力学性能更加均匀。      

焊后热处理对T92/HR3C异种钢接头组织和力学性能的影响

以Inconel 82焊丝为填充金属,采用手工钨极惰性气体保护焊对T92/HR3C异种钢进行焊接,经焊后热处理后,采用光学显微镜、透射电镜对接头各区的微观组织进行表征,并对接头的室温拉伸性能进行测试。结果表明,接头T92钢热影响区(HAZ)由板条马氏体和部分等轴亚晶粒组成,板条晶界上存在连续的M₂₃C₆碳化物,晶内碳化物溶解;HR3C钢HAZ组织表现出较高的热稳定性;焊缝金属由较粗大的奥氏体枝晶和M₂₃C₆碳化物组成,同时存在一定量的位错;接头室温拉伸断裂发生在HR3C钢侧熔合区附近的焊缝,呈现为韧性断裂。     

焊后时效热处理对6063铝合金CMT焊接接头组织性能的影响

采用5183铝合金焊丝为填充材料对6063铝合金板材进行协同脉冲冷金属过渡焊(CMT),并对焊接接头分别进行530℃1 h+170℃(4 h,8 h,12 h)的焊后固溶+时效热处理.以焊接接头为研究对象,重点对比分析了时效热处理时间(4 h,8 h,12 h)对焊缝和热影响区的显微组织、显微硬度及力学性能的影响.结果...     

焊后热处理对6061铝合金焊接接头微观组织与力学性能的影响

通过金相技术、力学性能试验和SEM技术,研究了固溶+时效热处理对6061铝合金焊接接头微观组织和力学性能的影响.结果表明,热处理前焊接接头两侧热影响区内有一对对称分布的软化区,其原因是由于焊接热输入的影响使该部位发生了过时效.固溶处理+人工时效热处理后,焊缝和热影响软化区析出较多的强化相(Mg2Si),焊接接头硬度和拉伸性能明显提高.     

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。     

2195铝锂合金电子束焊接头的焊后热处理

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪等微观分析手段,研究不同热处理工艺条件下2195铝锂合金电子束焊接头焊缝区的显微组织演变,探讨接头的焊后热处理强化机制。结果表明,焊后热处理可显著改善接头区域的显微组织,促进强化相的析出,有利于提高接头的力学性能。经过焊后固溶+双级时效热处理,焊态下接头熔合线附近存在的等轴细晶区消失,β′、θ′和T₁等强化相在接头焊缝区析出,与单级时效处理工艺相比,双级时效处理的析出强化效果更为显著。力学性能测试表明,经过双级时效热处理后,接头的抗拉强度达到492.5 MPa,为母材强度的90.4%。接头拉伸断口表面存在许多小韧窝,并伴随出现解理面,接头呈韧-脆混合型断裂特征。     

热处理工艺对0Cr13Ni5Mo钢焊接接头组织和性能的影响

对马氏体不锈钢0Cr13Ni5Mo焊接接头经过1000℃油淬后,分别进行了600℃,620℃+600℃,400℃回火。通过显微组织分析、拉伸试验、冲击试验和硬度检测对3种焊接接头的组织和力学性能进行了研究。结果表明,3种焊接接头中焊缝组织粗大,硬度最高;焊接接头的韧性低于相应热处理状态下母材的韧性;随着回火温度的降低,韧性下降,强度提高。二次回火比一次回火组织更加细小,强度和韧性更好;620℃+600℃二次回火后焊接接头具有比较理想的综合力学性能。     

模拟焊后热处理工艺对压力容器用Q370R钢板组织与力学性能的影响

研究了模拟焊后热处理工艺参数对Q370R钢板组织和力学性能的影响。结果表明,试验参数下的正火态Q370R钢板和模拟焊后热处理后得到的Q370R钢板组织均为铁素体+珠光体组织。模拟焊后热处理580℃×16 h(单次)和580℃×8 h(两次)钢板较正火态钢板晶粒度分别降低了1级和1.5级,带状物评级均降低1级;随着焊后热处理次数的增加和温度的升高,析出物发生粗化长大的趋势。随着模拟焊后热处理次数增多、模拟焊后热处理时间的延长,钢板强度降低,冲击吸收能量降低。580℃×16 h(单次)模拟焊后热处理钢板较正火态钢板抗拉强度、屈服强度和冲击吸收能量降低分别约50 MPa、30 MPa和40 J。580℃×8 h(两次)模拟焊后热处理钢板较正火态钢板抗拉强度、屈服强度和冲击吸收能量降低分别约50 MPa、45 MPa和45 J。580℃×16 h(单次)模拟焊后热处理钢板和580℃×8 h(两次)模拟焊后热处理钢板冲击吸收能量有离散现象,分析原因是成分偏析所致。     

焊后热处理对AA7075铝合金DP-MIG焊接接头组织及力学性能的影响

采用双脉冲熔化极精性气体保护焊（DP-MIG）工艺方法焊接AA7075-T651铝合金,焊接试板采用固溶处理（480℃×50 min）后水淬,再进行（80℃×24 h）+（120℃×24 h）两级人工时效热处理,通过金相观察、扫描电镜观察、X射线衍射分析、拉伸试验以及硬度测试,研究焊后热处理（PWHT）工艺对焊接接头显微组织及力学性能的影响.结果表明,焊缝区经热处理后,晶粒由枝晶向等轴晶转变,晶界处非平衡第二相溶解,晶界变细,焊缝显微组织特性改善明显;焊接接头经热处理后,抗拉强度由342.5 MPa提高到490 MPa,接头强度系数为0.872,焊缝软化区硬度得到较大改善,焊接接头力学性能有显著提升.     

焊后热处理对中锰TRIP钢激光焊接接头组织及力学性能的影响

为解决中锰钢焊接接头的脆性断裂问题,研究了焊后热处理工艺对厚度为1.6 mm的中锰TRIP钢激光自熔焊接接头组织、静态力学性能以及锰元素分布的影响,热处理温度选择Ac1（奥氏体开始转变温度）和Ac3（奥氏体转变终止温度）之间,这和中锰钢轧制温度是相同的,可以保证更高的强度和韧性。研究结果表明：焊态试样焊缝区主要为马氏体组织,热处理后焊缝主要组织为回火马氏体,并伴有碳化物析出;在620℃热处理3 min后,焊接接头抗拉强度无明显提高,但延伸率相对于焊态接头提高了1 959.2%,主要原因是热处理缓解了锰元素在晶界上的偏析。焊态接头失效断口为典型的脆性断裂,并出现了较多的二次晶间裂纹,热处理后的接头失效断口出现了较多的凹坑和韧窝,呈现良好的韧性断裂特征。在热处理后试样的应力应变曲线中发现了二次屈服,通过VIC-3D数字图像关联（DIC）技术发现这是吕德斯带穿越焊缝遇到硬度较高的马氏体组织导致应力突增所致,最终在母材处发生颈缩并断裂。     

中低温热处理对SUS304不锈钢TIG焊接接头组织及力学性能的影响

轨道交通车辆在冲击振动试验后,部分设备SUS304不锈钢焊接件出现断裂失效现象.为了提升SUS304不锈钢焊后机械性能,采用金相显微镜、扫描电镜、硬度测试及拉伸试验等方法,研究了中低温热处理工艺对2 mm厚SUS304不锈钢板TIG焊接接头的组织及力学性能的影响.研究发现,经400℃热处理30 min及焊接后未处理态焊...     

预热与焊后退火对T24钢焊接接头力学性能的影响

在不同焊前预热与焊后热处理配合工艺条件下,对SA-213 T24(以下简称T24)钢管对接接头的力学性能进行了对比试验。结果表明,T24钢管具有优良的焊接性能,在焊接工艺控制合适的情况下,可不进行焊前预热及焊后热处理,是700℃参数超超临界机组锅炉水冷壁用钢管的优选材料。     

Ti6242合金线性摩擦焊及焊后热处理接头显微组织与力学性能的多尺度表征（英文）

通过线性摩擦焊技术对一种近α钛合金(Ti6242)进行连接,并进行焊后热处理。为了研究显微组织演变并建立显微组织与接头力学性能的关系,对焊态与焊后热处理的两种接头进行多尺度表征。结果表明,两种接头的断裂位置均位于母材,而经焊后热处理的接头在焊缝与热力影响区的硬度进一步提升。经过热处理后焊缝处的等轴晶粒中产生薄片状的α相集束,而热力影响区处的马氏体相分解为(α+β)相,从而提高焊接接头处的硬度。     

不同热处理方式对P92钢焊接接头组织和力学性能的影响

对P92钢焊接接头采用正火+高温回火、一次高温回火、二次高温回火和三次高温回火四种不同的热处理方式进行处理。对接头进行室温拉伸、高温短时拉伸、焊缝冲击、截面硬度及金相测试。对比发现,正火+高温回火热处理使得接头的组织、性能最为均匀,接头得到较好的综合性能;随着高温回火热处理次数的增加,接头的塑性及韧性逐步提升,但接头的强度基本没有变化,熔合线及焊缝组织晶界逐渐清晰。