服役温度对TA2/Q235爆炸复合板剪切强度的影响

通过热处理模拟TA2/Q235爆炸复合板服役过程,揭示服役条件对复合板组织及剪切性能的影响规律,探讨剪切损伤机理,明确TA2/Q235服役温度范围。结果表明:服役温度大于200 ℃时,服役温度越高或服役时间越长,TA2/Q235爆炸焊接复合板剪切强度越低;TA2/Q235爆炸焊接复合板高温服役时结合强度降低的主要原因是界面结合区组织的二次再结晶及金属间化合物的进一步长大;TA2/Q235爆炸焊接复合板适合在500 ℃以下长时间服役,500~600 ℃服役时间不能超过7天,若提高该材料服役温度到500 ℃以上,必须严格限制复合板结合界面金属间化合物的形成。     

TA2/不锈钢/Q235复合板的界面结构和失效行为

采用热轧复合法制备了TA2/不锈钢/Q235复合板,并对其开展了不同温度的轧后退火处理.利用扫描电镜、能谱以及X射线衍射等分析了退火温度对复合板界面附近微观组织、金属间化合物等特征的影响.通过显微硬度计和平面内压缩试验研究了退火温度对复合板变形以及力学性能的影响.结果 表明:从不锈钢侧到钛侧,界面依次由σ相(富Cr的Fe基固溶体)、X相(富Cr的TiFe2相)、TiCr2 +TiFe2 TiFe等化合物组成.随着退火温度的升高,σ相和TiFe的层厚相较于X相和TiCr2 +TiFe2增加更明显.显微硬度测试表明,随着退火温度的升高,Q235层硬度逐渐降低,而Ti层硬度则是先降低后升高,硬度升高主要与元素扩散有关.平面内压缩过程中,会发生TA2与不锈钢之间的层间开裂,且随着退火温度的升高,层间开裂越早,这主要与越厚的金属间化合物易萌生裂纹有关.     

退火对TA1/5052爆炸复合板界面组织与性能的影响

将TA1/5052爆炸焊接复合板在350、400及450 ℃分别保温1、3、6、9 h退火,对退火前后复合板组织和性能进行分析。结果表明:随退火温度升高,原子扩散加剧,界面形成的扩散层逐渐变厚;退火过程中铝易于向钛侧扩散,白色亮带和柯肯达尔孔洞主要位于靠近界面的5052铝合金侧;退火前界面处物相组成为α-Ti、α-Al、TiAl₃,经350、400 ℃退火3 h及450 ℃退火1、3、6、9 h后,物相组成不变。经不同温度退火后,复合板界面抗拉强度低于退火前,而断面收缩率和伸长率明显高于退火前。拉伸断口分析表明,复合板TA1侧为以脆性断裂为主、韧性断裂为辅的韧脆混合断裂,5052侧为韧性断裂;复合板在350 ℃退火时界面剪切强度和剥离强度最大,较爆炸态分别增加8.24%和45.68%,随退火温度升高,界面剪切强度和剥离强度降低。退火前后界面结合区硬度均高于基复板两侧硬度,且随离界面距离增加,硬度逐渐降低直至降至钛铝两侧母材硬度。退火后界面结合区硬度明显低于爆炸态硬度。     

退火温度对1060Al/TA2/CCSB爆炸复合板结合界面 微观组织与力学性能的影响

研究了1060Al/TA2/CCSB爆炸复合板结合界面在不同退火温度下的显微组织、力学性能。结果表明,复合板在其界面处呈现连续均匀分布的波状结合,界面处存在漩涡、熔化块、表面微裂纹和绝热剪切带等缺陷。对复合板进行拉脱测试和剪切测试,拉脱断裂发生在1060Al/TA2界面,1060Al/TA2界面的剪切强度低于TA2/CCSB界面。复合板波状界面的存在,阻碍了拉伸过程中的颈缩过程,使复合板塑性提高。随着退火温度升高到400℃,结合界面发生回复,消除了加工硬化效应,使得界面硬度降低;ASB消失并转变为等轴α晶粒,缺陷减少;界面处的熔化块发生溶解,使复合板结合界面组织结构更加均匀,获得良好的综合性能。     

TA1/Q235钢复合板界面结构与结合特性

在Gleeble-1500热模拟试验机上对Q235钢与TA1进行复合试验的基础上,通过SEM、能谱分析、X射线衍射和电子万能试验机等测试方法对TA1/Q235钢轧制复合板界面元素扩散、相结构以及结合强度、各组元变形规律等进行了分析,研究结果表明,TA1/Q235钢复合材料的应力-应变曲线表现为动态再结晶型,随着总压下率的增大,Q235钢与TA1的变形程度差别减小。在高温复合时,钛与钢中的铁元素发生了互扩散,有一定的扩散层,钛元素相对于铁元素扩散更为活跃,扩散量也比较大。在一定温度和变形量下,结合界面生成了金属间化合物,生成的金属间化合物主要有TiC、FeTi、Fe2Ti。850℃时,主要生成TiC,也有少量Fe2Ti。900℃时,界面生成的化合物主要是Fe2Ti。     

低压循环相变对累积叠轧TA1/Q235钢复合板结合特性影响的研究

根据工业纯钛TA1和Q235钢两种材料相变温度接近的特点,提出了利用低压循环相变预复合-累积叠轧焊制备TA1/Q235钢复合板的新方法。研究结果表明:经过热循环后的试样,在变形过程中,C、Ti原子的扩散并不限于沿垂直于界面的方向,而是可以沿任意方向随机进行的,在Q235钢界面附近没有出现柱状晶,界面附近的铁素体晶粒,从界面附近沿心部成梯度分布;采用累积叠轧焊所制备出的TA1/Q235钢复合板的结合强度得到明显改善,在复合温度为850℃、低压循环相变3次所得到的TA1/Q235钢累积叠轧焊复合板结合强度达到257.3MPa。但是,当热循环相变次数过多时,会增加金属间化合物的厚度,对结合强度产生不利影响。     

Q235B/304复合板焊缝元素扩散分析与性能研究

采用SMAW焊接Q235B/304双金属复合板。利用光学显微镜和EDS分析焊接接头显微组织及合金元素分布,测试焊接接头力学性能。结果表明,焊缝组织主要为奥氏体和少量δ铁素体。碳钢侧熔合线附近C元素发生了少量扩散,Mo元素稀释明显,Cr元素有少量稀释,Ni元素未出现明显稀释。THNi317-THA062焊缝金属扩散层及不锈钢侧焊道未出现明显的C元素扩散和合金元素稀释。焊接接头平均抗拉强度为501 MPa,焊缝和热影响区冲击功分别为129 J和65 J,焊接接头各区硬度均低于350 HV_(10),满足技术指标和使用性能要求。     

马氏体不锈钢/Q235复合板显微组织及性能研究

采用熔化极活性气体保护焊(MAG)工艺制备了马氏体不锈钢/Q235复合板,通过添加ER80-G过渡层提高复合板的冲击韧性.采用光学显微镜、显微硬度仪、扫描电镜对复合板的微观组织、显微硬度和冲击断口进行分析.结果 表明,试验制备的复合板界面具有良好的冶金结合.高强层由板条马氏体组成,硬度为380～420 HV;过渡层由针...     

TA1/Q235循环累积变形复合的试验研究

通过Gleeble-1500热模拟试验机研究了不同变形温度和变形量的累积叠轧焊过程,借助扫描电镜、显微硬度仪等手段,对循环累积变形复合后的Ti/Q235复合试样的界面生成物、显微硬度进行分析.结果表明:两母材元素在界面反应生成化合物,主要有TiC和Fe2Ti;温度达到950℃,或累积变形量达到150%,界面显微硬度均有减小趋势;大变形使界面生成的脆性化合物受挤压破碎、变形、分散,有利于金属结合.     

退火温度对TA18管材性能和组织的影响

对冷轧后TA18管材分别进行不同温度退火处理,分析退火温度对TA18管材力学性能和组织的影响.结果表明,退火温度低于470℃时,TA18管材微观组织为加工态变形组织,力学性能随温度的升高发生小幅变化;470～550℃退火时,管材力学性能稳定在同一个水平;550～700℃退火时,TA18管材发生再结晶,随温度的升高,再结晶程度加大,力学性能发生急剧变化;750℃退火时管材则已经完全再结晶.变形量为65％时,经过380～550℃退火,TA18管材力学性能可以达到抗拉强度≥862MPa,屈服强度≥724 MPa,伸长率≥12％.     

退火温度对TA15钛合金显微组织和力学性能的影响

TA15钛合金产品通常都要进行退火处理。为揭示退火温度对其显微组织和力学性能的影响,对?350 mm的TA15钛合金试棒分别进行了在760℃、800℃和840℃保温2 h空冷至室温的退火。随后采用扫描电镜和电子万能拉伸试验机检测了试棒的显微组织、室温和高温拉伸性能以及拉伸断口的形貌。结果表明：随着退火温度的升高,β相转变的组织增多,细小的α相充分球化且杂乱分布;随着退火温度的升高,合金的室温抗拉强度升高,室温屈服强度先升高后略微降低,断后伸长率降低,而高温抗拉强度和屈服强度均升高,塑性变化不大,拉伸断口的韧窝变大变浅,以韧性断裂为主。     

Q235钢的铁素体组织细化及其与力学性能关系

在９００℃到１０５０℃温度范围内采用多道次、大坟下量技术制备Ｑ２３５钢薄板，讨论了轧制工艺、显微组织与力学性能间的关系，并分析了轧后低温退火自理对显微组织和力学性能的影响。     

退火温度对热轧5052/AZ31/5052镁铝复合板组织和性能的影响

对5052/AZ31/5052热轧镁铝复合板进行160℃～340℃的退火处理,研究了退火温度对复合板界面组织、镁合金基体组织和室温力学性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,原光整的复合界面转变为具有一定厚度的扩散层,扩散层的厚度不断增加。退火后,镁合金基体组织孪晶消失,形成等轴的再结晶晶粒,平均晶粒尺寸随退火温度的升高先减小后增大。同时,退火后复合板的屈服强度和抗拉强度有所下降,屈强比降低,断后伸长率明显提高。在200℃下保温60 min后空冷,复合板的综合性能最好。     

Q235/TA2复合板的焊接

钢／钛复合异种材料常规无法进行电弧焊接。设计了特殊的接头形式、采用合理的焊接工艺措施，完成钢／钛复合材料焊接的全过程，并满足产品设计技术要求。     

TA1/Q235R爆炸焊接复合板界面组织及力学性能

通过扫描电子显微镜（SEM）和能谱扫描仪（EDS）等分析方法,结合力学性能试验,研究了TA1/Q235R爆炸焊接复合板的界面组织与力学性能。结果表明：TA1/Q235R在爆炸焊接后形成了规律的波状结合界面以及不均匀的漩涡状组织。漩涡组织主要由TiFe、TiFe2等脆性金属间化合物组成,漩涡组织中裂纹、夹杂物、脆性金属间化合物等缺陷导致界面的破坏易沿波形轨迹发生;钛/钢界面拉伸剪切强度达194 MPa,复合板的最大抗拉强度为440 MPa;拉剪断口表现为以脆性断口为主的混合断裂特征,断口特征表明漩涡组织中金属熔化层对钢侧的结合强度高于钛侧。板材拉伸断口为韧性断口。     

热氧化温度对TA2纯钛组织与耐蚀性的影响

对TA2工业纯钛进行不同温度热氧化处理.采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析热氧化处理试样截面组织,用EDS和XRD进行微区成分和物相分析;研究不同温度氧化处理试样的表层显微硬度以及浓盐酸中的耐腐蚀性,采用SEM观察试样腐蚀前后表面形貌.结果表明,热氧化后TA2表面形成了金红石型TiO2氧化膜,整个氧化层由金红石型TiO2氧化层、外扩散层和内氧扩散层构成.TiO2氧化膜厚度随热氧化温度升高而增加, 700 ℃以下增速很缓、超过700 ℃快速增厚;热氧化处理表层硬度亦随热氧化温度升高而提高.热氧化TA2试样在36%～38%HCl中耐腐蚀性明显改善,其中700 ℃热氧化处理的耐蚀性最优.     

退火工艺对镁铝轧制复合板的影响

对不同退火温度和退火时间处理的镁铝复合板进行显微组织观察、能谱分析和硬度测量。结果表明：退火处理后,复合界面上生成了新的扩散层,随着退火温度升高,结合层和扩散层的厚度增加,晶粒变大, 随着退火时间的增加,结合层的厚度先上升后下降,而扩散层的厚度一直在上升,晶粒变小。扩散层厚度过大时,该区域内组成物质主要是脆硬相的金属间化合物,结合层和扩散层分别生成了Al12Mg17和Al3Mg2,复合界面成为脆性结构,复合强度反而降低。 350 ℃下60 min退火处理为较理想的退火工艺。     

退火温度对N08825/X52爆炸复合板界面组织与性能的影响北大核心CSCD

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X-射线衍射仪、显微硬度计及拉剪试验研究了退火温度对N08825/X52爆炸复合板界面组织和性能的影响。结果表明:随着退火温度的升高,界面X52侧显微组织逐渐发生回复再结晶;到580℃左右,界面X52侧组织开始发生再结晶,界面的硬化现象消失,界面附近显微硬度降到与X52基体同一水平。与热处理前相比,热处理后剪切强度降低缓慢。当退火温度小于580℃时,扩散层的γ-(Fe,Ni)固溶强化及结合区的塑性变形强化,导致界面结合强度较高,剪切试样全部在界面附近的X52基体处发生断裂,因此剪切强度基本未变;当加热温度高于580℃时,固溶强化幅度小于加工硬化消失引起的强度降低幅度,导致界面结合强度降低且剪切试样在波形结合界面处断裂。     

高温回火对Q235/P91异种钢熔焊接头组织结构与性能影响

采用光学金相显微镜、维氏硬度计等测试方法,研究焊后不同保温时间和高温回火热处理对Q235/P91异种钢熔焊接头显微组织特征及硬度分布的影响。结果表明,经过不同保温时间的高温回火处理,Q235钢侧热影响区靠近熔合线附近,铁素体组织比较细小;过热区附近的奥氏体晶粒发生严重长大;相变重结晶区将得到更加细小的铁素体显微组织。P91钢侧热影响区分别是完全淬火区和不完全淬火区组织。且随着焊接热输入的增大,热影响区组织显著变大,其硬度也显著提高;而保温时间越短,焊缝区组织越细小,硬度也越高。其中保温1.5 h的焊缝区硬度比保温2.5 h的高约40 HV,保温2.5 h的焊缝区硬度比保温3.5 h的高约40 HV。     

Q235钢经溶液微弧渗氮的组织和硬度研究

Q235钢试样在溶液中进行快速微弧渗氮;用高分辨摄像机观察了渗氮过程,利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪及显微硬度计分别观察和分析了试样表面的金相组织、渗层组织变化及试样表面的硬度变化,探讨了溶液中快速微弧渗氮的机理。结果表明,在电压200 V对试样微弧渗氮40 min后,试样表面化合物层的硬度能达到400 HV左右,化合物层氮元素含量明显提高。