淬火对TC4钛合金激光焊接头超塑性变形行为的影响北大核心CSCD

采用光学显微镜和MTS810拉伸试验机等分析了不同工艺淬火后TC4钛合金激光焊接接头的超塑性变形行为和显微组织,研究了淬火对TC4钛合金激光焊接接头超塑性变形的影响。结果表明:淬火能够提高激光焊接接头的超塑性变形均匀性,且随着淬火温度的升高,激光焊接头超塑性变形均匀性提高;采用接头超塑性变形后焊缝与母材的截面收缩率之比K来表征接头变形后的均匀性,当淬火温度为1000℃,在变形温度940℃及应变速率10^(-4)s^(-1)下进行超塑性变形时,接头变形均匀性达到最大,此时K=0.9。     

淬火对TC4钛合金激光焊接头超塑性变形行为的影响

采用光学显微镜和MTS810拉伸试验机等分析了不同工艺淬火后TC4钛合金激光焊接接头的超塑性变形行为和显微组织,研究了淬火对TC4钛合金激光焊接接头超塑性变形的影响。结果表明:淬火能够提高激光焊接接头的超塑性变形均匀性,且随着淬火温度的升高,激光焊接头超塑性变形均匀性提高;采用接头超塑性变形后焊缝与母材的截面收缩率之比K来表征接头变形后的均匀性,当淬火温度为1000℃,在变形温度940℃及应变速率10~(-4)s~(-1)下进行超塑性变形时,接头变形均匀性达到最大,此时K=0.9。     

氢热处理对钛合金激光焊接接头超塑性变形的影响

采用置氢后淬火处理的方式来调节钛合金激光焊接接头的组织结构,旨在改善钛合金激光焊接接头在超塑性变形过程中的不均匀性,通过高温拉伸试验对氢热处理后的钛合金激光焊接接头超塑性变形峰值流变应力、伸长率、变形均匀性展开研究。结果表明:氢热处理能够改善接头超塑性变形均匀性,随着淬火温度的升高,接头变形峰值流变应力增大,伸长率降低;随着变形温度的升高,接头变形峰值流变应力减小,伸长率减小;随着变形速率的下降,接头变形峰值流变应力减小,伸长率增加。采用焊缝与母材截面收缩率的比值来表征接头的变形均匀性,在置氢量为0.05 mass%、淬火温度为980℃和在920℃以10~(-4) s~(-1)应变速率变形时,此时接头变形均匀化系数K为0.793。     

置氢对钛合金激光焊接接头超塑变形均匀性的影响

采用置氢处理的方法提高TC4钛合金激光焊接接头的超塑性变形均匀性,并提出表征不均匀性系数K进行定量表征.结果表明,当置氢量超过0.29%时,随着含氢量的升高,钛合金焊接板的超塑性能降低,即峰值流动应力增加、截面收缩率降低.但接头的超塑性变形均匀性增加;随置氢量的升高,母材截面收缩率下降幅度大于焊缝截面收缩率下降幅度.变形不均匀系数K可以表征置氢TC4激光焊接接头超塑性变形过程中焊缝与母材变形不均匀性. K值随着含氢量的增大、变形温度的升高以及应变速率的降低而增大. K值在含氢量1.299%,变形温度920℃,应变速率10-4 s-1时达到最大0.84.     

钛合金激光焊接接头超塑变形组织演变表征

研究了超塑性变形过程中TC4钛合金激光焊接接头各区域显微组织演变规律,并对相关参数进行表征。结果表明,随着超塑性变形的进行,接头内针状马氏体组织发生α′→α+β相变,同时针状组织长大为片层,接头各区域显微组织逐渐均匀化,促进超塑性变形的进行;随着变形的进行,等轴化率逐渐升高;随着变形温度的升高或初始应变速率的降低等轴化率逐渐上升,促进焊缝超塑性变形的进行。提出采用平均晶粒尺寸来表征热影响区组织的转变程度。随着变形的进行,平均晶粒尺寸逐渐增大,随变形温度的升高或初始应变速率的降低平均晶粒尺寸减小,这有利于接头组织的均匀化。     

淬火及超塑性变形对TC4激光焊接头组织演变机制的影响

对经淬火处理后的TC4钛合金激光焊接接头进行超塑性变形试验,通过光学显微镜和扫描电镜观察接头在超塑性变形过程中的组织变化,研究其组织演变机制。结果表明,超塑性变形过程中焊缝和母材组织演变的趋势一致,均是由针状α′马氏体转变为等轴状组织,但母材中的α′相转变速度比焊缝快。变形过程中,焊缝和母材中等轴组织含量在逐渐接近,且存在均匀化现象。采用组织均匀化系数ΔS来表征焊缝和母材的组织均匀化程度,发现ΔS均随着变形量的增大呈现出逐渐增大的趋势:变形量为50%,ΔS为0;当变形量达到350%时,ΔS增至65.8%。变形初期,淬火TC4钛合金激光焊接接头的合金元素发生扩散,针状α′马氏体分解形成α相和β相的片层状组织,此时变形机制是动态再结晶和动态回复;随着变形量的增大,接头的片层状组织由于塞积,相互挤压造成破裂,在晶界滑移的过程中发生球化,晶界滑移是此时接头变形的主要原因。     

淬火处理对TC4钛合金激光焊接接头组织均匀性影响

针对TC4钛合金激光焊板淬火处理,研究了不同淬火温度对钛合金激光焊接试样组织均匀性的影响。试验结果表明:当淬火温度为900~1000℃,随着温度的升高,母材组织由等轴状组织转变为β相,焊缝的基本组织没有发生变化,依然保留大晶粒β相,焊缝组织的稳定性大于母材。这是由于母材组织的扩散系数大于焊缝组织的扩散系数,母材在淬火温度工艺下变化较大。淬火温度在980℃以上时,焊接接头的熔合线消失,焊缝与母材组织都是大晶粒β相。热处理工艺可以明显提高钛合金激光焊接头的组织均匀性。     

TC4钛合金激光焊对接接头超塑变形显微组织

采用金相显微镜观察了钛合金激光对接接头超塑性变形前后各区域显微组织,并分析其形成机理.结果表明,变形温度的增加或应变速率的降低有利于TC4合金接头超塑变形,母材晶粒发生一定程度的长大,且α相的数量相对减小,而晶间β相数量逐渐增加,两相都有等轴化趋势;焊缝超塑性变形时,针状组织增厚成为片层状.变形过程中片层组织被打断,片层长度变短,具有球化的趋势;超塑性变形后焊缝截面显微硬度最大为380 HV,与变形前焊缝相比降低约50 HV,满足实际承载需求.     

淬火对TC4钛合金焊接接头超塑性变形组织的影响

采用光学显微镜观察了淬火处理后TC4钛合金焊接接头的显微组织以及高温拉伸后的母材和焊缝的显微组织,用组织均匀性系数M来表征TC4钛合金焊接接头超塑性变形组织均匀化程度。结果表明:超塑性变形过程中,针状马氏体具有球化的趋势,母材组织的球化进程比焊缝组织的球化进程更快。淬火温度越高,焊缝针状马氏体的球化进程加快,母材针状组织球化变慢,系数M增大。淬火可以提升TC4钛合金焊接接头超塑性变形组织均匀性。     

激光焊接头超塑变形组织表征

采用高温拉伸研究激光焊接头超塑性变形行为,分析了焊缝及热影响区在超塑性变形过程中的显微组织演变规律,并提出采用等轴化系数来表征焊缝组织的等轴化进程,采用平均晶粒尺寸来表征热影响区组织的转变程度.结果表明,随着变形的进行,等轴化系数逐渐升高;在相同变形量时,变形温度升高或初始应变速率降低均有利于等轴化系数上升,促进焊缝超塑性变形的进行.随着变形的进行,热影响区平均晶粒尺寸逐渐升高;在相同变形量时,变形温度升高或初始应变速率降低均有利于平均晶粒尺寸上升,促进焊缝超塑性变形的进行.     

TC4钛合金激光对接接头超塑变形显微组织研究

通过高温拉伸试验研究TC4钛合金激光对接接头超塑性变形,用金相显微镜观察了超塑性变形前后母材及焊缝显微组织,并测量了变形前后焊缝截面的显微硬度。结果表明:激光焊接接头能够承受高温拉伸,随着变形温度的提高或应变速率的降低,母材晶粒发生一定程度的长大,β与α两相比增加。在高温超塑性变形作用下,焊缝的针状组织增厚成为片层状,并发生局部区域球化。激光焊接接头性能优良,超塑性变形后焊缝截面显微硬度约380HV。     

稀土Yb2O3对TC4钛合金激光焊接头超塑变形行为的影响

通过添加稀土Yb2O3提高TC4钛合金激光焊缝的超塑性变形能力，改善接头的超塑性变形均匀性。研究结果表明，Yb2O3的加入能够降低焊缝超塑性变形流变应力，提高延伸率，增加接头变形均匀系数值。随着Yb2O3含量增加，焊缝纵向峰值流变应力和延伸率均先降低再升高，在6%时峰值流变应力最低为11.9MPa；延伸率最高为592.3 %，此时焊缝区域组织等轴化程度最高，焊缝的超塑性最好。横向变形时随着Yb2O3含量的增加，接头变形均匀系数K值呈现先增加后减小的趋势，含量为6 wt.%时的试样K值取到最大值为0.209。     

置氢TC4钛合金激光焊接接头纵向焊缝超塑变形性能研究

采用置氢处理的方法调节TC4钛合金激光焊接接头组织状态,以期提高接头超塑变形均匀性,而置氢TC4钛合金激光焊纵向焊缝接头超塑性变形行为的研究是改善结构均匀性的基础。因此针对置氢量对TC4激光焊接接头峰值流变应力、焊板延伸率、组织均匀性的影响展开了研究。结果表明:激光焊板超塑性变形峰值流变应力随含氢量的增大而增大,随变形温度的升高而降低,随变形速率的增大而增大;试样延伸率随含氢量的增大而减小,随变形温度的升高而增大,随变形速率的增大而减小。在含氢量0.291%,变形温度920℃,变形速率10~(-4)s~(-1)时,峰值流变应力最小达到20.7 MPa,焊板延伸率达到最大312%。     

TC4钛合金激光焊接接头超塑性变形力学行为研究

采用高温拉伸试验研究TC4钛合金激光焊接接头超塑性变形力学行为,引进变形不均匀系数K表征激光焊板超塑性变形过程中焊接接头与母材的变形不均匀性。结果表明:TC4钛合金激光焊接接头可承受高温超塑变形而不破坏,当初始应变速率低于10-2s-1时流变应力小于60MPa;接头的变形率及试样的变形不均匀系数随变形温度及应变速率的升高均先升高再降低。在900℃、10-2s-1时,接头超塑性变形率和试样的变形不均匀系数K值同时达到最高值46%和0.18,说明焊接接头具有较高的超塑变形能力,应变速率敏感性指数m值大于0.5。     

置氢TC4钛合金激光焊接接头超塑变形组织均匀性分析

文中采用置氢处理的方式对钛合金激光焊接接头超塑性变形组织均匀性展开研究,研究不同的置氢量对TC4钛合金激光焊接头变形均匀性和组织均匀性的影响,并引进变形不均匀性系数和组织均匀化系数来进行表征. 结果表明,置氢可以调节钛合金激光焊接接头中相组成,改善焊接接头超塑性变形均匀性. 随着置氢量的增大,组织均匀化系数越大,组织均匀化程度越高;在相同置氢量,变形温度的升高或初始应变速率的降低均会使均匀化程度上升,并在置氢量1.30%、变形温度920 ℃、应变速率1×10-4s-1的条件下接头组织均匀化系数达到了95%.     

置氢TC4钛合金激光焊接接头超塑变形性能研究

摘 要: 置氢处理可以调节TC4钛合金激光焊接接头超塑性变形组织状态,提高焊接接头超塑变形组织均匀性;本项目采用置氢处理研究了TC4钛合金激光焊纵向焊缝接头超塑性变形行为,是置氢提高钛合金激光焊接接头超塑变形均匀性的基础性研究。主要研究了置氢量对TC4激光焊接接头峰值流变应力、焊板延伸率、组织均匀性的影响。研究表明：激光焊板超塑性变形中的峰值流变应力随含氢量的增大而增大,随变形温度的升高而降低,随变形速率的增大而增大;试样延伸率随含氢量的增大而减小,随变形温度的升高而增大,随变形速率的增大而减小。在含氢量0.291%,变形温度920℃,变形速率10-4S-1时,峰值流变应力最小达到20.7MPA,焊板延伸率达到最大312%。置氢TC4钛合金激光焊接接头可以承受超塑性变形而不破坏,在初始应变速率为10-3S-1和10-4S-1时,试样峰值流变应力低于80MPA。     

5A90铝锂合金电子束焊接头超塑性变形组织演变

对5A90铝锂合金电子束焊接头进行高温拉伸试验,使用光学显微镜观察试样变形过程中的组织演变,并对变形机理进行分析.结果表明,超塑性变形初期,接头超塑性变形机制以扩散导致的晶界迁移为主,焊缝细小等轴晶粒迅速长大.当应变大于100%时,接头中大晶粒开始发生动态再结晶,超塑性变形机制转变为动态再结晶机制.在超塑性变形过程中热影响区平均晶粒尺寸与焊缝平均晶粒尺寸逐渐接近,组织存在耦合均匀化过程.提出采用均匀化系数K来表征焊缝与热影响区的组织均匀化程度,随着变形的进行,K值逐渐升高.     

超塑变形对钛合金激光叠焊接头微观组织的影响

对超塑变形前后TC4钛合金激光叠焊接头的微观组织进行观察与分析。结果表明:在超塑变形过程中,焊缝的马氏体针状组织转变为层片状,变形过程中层片状组织被打断,超塑变形温度越高,层片状组织越碎化;超塑性变形应变速率对钛合金显微组织有重要影响,随着应变速率减小,母材α相的数量减小,而晶间β相数量逐渐增加,且两相都有等轴化趋势,但由于应变速率的减小,使得晶粒有一定程度长大;TC4钛合金激光焊焊缝组织由原始针状组织逐渐发展为层片状组织是超塑变形过程中激光焊焊缝剪切应力、相转变以及变形过程中动态再结晶等因素共同作用的结果。     

热矫形温度对6N01铝合金接头组织与性能的影响

对6N01-T5铝合金焊接接头进行了不同温度的热矫形,研究了矫形温度对接头微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,250℃内加热时接头强度和焊缝区硬度有微量上升,HAZ和母材区硬度逐渐变大;高于250℃时强度和硬度开始下降,软化区范围加宽,分别向母材和淬火区方向延伸,高温下性能恶化严重;150℃~200℃加热时易发生弯断,且弯断角随温度升高而减小。室温时,接头母材区析出相为GP区和β″,硬度值较低,热影响区软化区晶内在只有粗大析出相;250℃加热时,母材区开始析出β′相,在β″和β'的析出转变期接头硬度与强度出现峰值,软化区因重新析出β'/β″相得到强化,拉伸断于焊缝;450℃加热时,接头处于严重过时效状态,无弥散析出相,硬度和强度降低。     

LZ91镁锂合金热变形的本构模型及微观组织演变

为了研究轧制态LZ91镁锂合金的超塑性变形特征,对其在不同温度(513、553、593和633 K)、不同应变速率(9.06×10-4、4.53×10-3和2.26×10-2s-1)下进行了单轴热拉伸试验.结果表明:LZ91合金流变应力曲线呈现典型的动态再结晶特征,峰值应力随变形温度升高(应变速率降低)而降低;在试验温度范围内合金的平均热变形激活能Q=89.74 kJ/mol,在633 K时的应变速率敏感指数m为0.422,说明合金具备超塑性特征,且超塑性变形机制为晶界扩散控制的晶界滑移.轧制态LZ91合金的组织为α-Mg相和β-Li相,且α-Mg相随机分布在β-Li相中,热变形过程中合金产生明显的动态再结晶.