奥氏体不锈钢凝固相转变规律曲线(SPT曲线)建立

利用自行设计的高温凝固相转变测定实验装置,研究了304奥氏体不锈钢在不同冷却速度下的高温凝固相转变过程,得到了凝固过程中液相（ L）到高温铁素体（δ）到奥氏体（γ）的相变温度。在此基础上分析了304奥氏体不锈钢在不同冷却速度下的高温凝固相转变规律,从而建立了304奥氏体不锈钢的低冷速凝固相转变规律曲线—SPT（Solidification phase transforma?tion）曲线。结果表明：对试样进行液氮酒精淬火有效地保留了试样高温时各相的状态。可以清楚的显示在不同冷速下的不同温度淬火时液相和固相的各相成份比例及在不同淬火温度下各成份体积比例的变化。通过研究体积比例变化,可以得到304奥氏体不锈钢在不同冷速下的液相线、固相线及各种反应开始和结束的转变温度（即SPT曲线）。由SPT曲线也可以看出,随着冷却速度的增大,相转变模式会发生变化,相图会向左移动,各相变反应的温度区间减小。     

基于ANSYS的MONEL-400合金中厚板CMT数值模拟

为获得中厚板CMT残余应力分布规律,进一步了解CMT焊接的优越性,基于ANSYS有限元分析软件,以体生热率做热源,以"生死单元技术"模拟焊缝的生成,对MONEL-400平板CMT焊接进行数值模拟.通过分析模拟结果得到CMT焊接温度场和应力场;通过分析残余应力数据发现CMT对焊件的纵向应力影响较大,该方向在焊缝中心产生的最大残余应力达261 MPa;通过与普通对接焊模拟结果对比发现,CMT可减小焊接塑性变形区的宽度,焊件性能更优越.     

Monel-400合金管多道轴向焊接残余应力有限元分析

以热-弹塑性理论为基础,建立了10 mm厚Monel-400合金管多道轴向焊接残余应力的三维有限元模型,利用ANSYS有限元分析软件,模拟了Monel-400合金中厚壁管纵焊对接的应力分布.结果表明,在焊缝一定距离处截面的节点应力随焊接道次的增加而不断变化;外表面节点X方向的应力为拉应力,中间节点和内表面节点应力为压应力;该截面处节点的径向和轴向应力均为压应力,中间节点压应力最大;材料冷却10 s后各方向的残余应力小于材料的屈服点应力;焊接热影响区的残余应力分布有利于减少材料的应力腐蚀,提高管道的使用寿命.     

基于ANSYS分布式算法进行焊接模拟计算的实验研究

在Windows系统下,建立了ANSYS分布式并行计算环境.通过模拟焊接过程的温度场,得到以下结果:采用2个机器4个核时可以提高计算效率47%;文件的存储只与机器数有关,单机的核数对存储文件的大小影响甚徽.此外,计算结果的精度不受并行计算方式的影响.     

SS400钢SH-CCT曲线测定及组织性能分析

为了研究SS400低合金高强钢焊接热影响区组织及硬度变化规律,利用膨胀仪模拟并测定了SS400钢热影响区组织临界相转变温度并绘制出SH-CCT曲线,并对其显微组织及硬度进行了分析。结果表明,当冷速在0.1~20 ℃/s时,主要发生铁素体+珠光体转变,随着冷速增加,珠光体含量增多,且铁素体晶粒减小,硬度增大;当冷速在30~80 ℃/s时,发生贝氏体转变;当冷速大于100 ℃/s时,形成大量马氏体。SS400钢碳当量为0.257%,冷裂敏感系数为0.203%,说明其淬硬倾向较小,焊接热影响区不易产生冷裂纹。     

焊接工艺对超细晶钢SS400焊接接头组织及硬度的影响

研究了不同焊接工艺对SS400钢X形坡口焊后不同区域显微组织与显微硬度的影响。结果表明,当采用酸性焊条热输入小于20 kJ/cm进行焊接时,熔合区大量铁素体、下贝氏体与母材原奥氏体相互交织,母材与焊缝金属连接性较好,但焊缝针状铁素体粗化且过热区出现大量上贝氏体。采用碱性焊条热输入为30 kJ/cm焊接时,焊缝内形成均匀细小的铁素体和无碳粒状贝氏体组织,焊后性能相对较好。此外,X形坡口第2道焊的焊接热作用对首道焊的高硬度组织有明显改善。     

八万吨模锻压机主缸焊接应力场有限元分析

针对八万吨模锻压机主缸焊接应力和变形难于精确控制的问题,建立了主缸焊接有限元模型,通过模拟计算和试验验证,得到了主缸焊接温度场、应力场和变形.结果表明,主缸焊接过程中焊缝温度最高,约为2 100℃,接头区域温度梯度最大.主缸焊后最大位移位于主缸顶部,位移量约为7.4 mm,焊缝区位移量较小.在焊接前应考虑对主缸底部和顶部进行约束,防止焊后产生较大变形.主缸焊缝区等效应力最大,约为470 MPa,热影响区应力次之,母材应力最小.在热处理前要注意接头上表面是否存在焊接裂纹等缺陷.以上结果为主缸实际焊接提供了计算数据参考.     

16MnR钢特厚板焊接接头组织性能的实验研究

采用直流正接埋弧自动焊法,对60 mm厚16MnR钢特厚板实施焊接,焊接电流为450 A,焊接速度为140mm/min.观察和分析了焊接接头金相组织,测量了焊接接头表面的显微硬度.结果表明,在本文的焊接实验条件下,焊缝外观平整、组织均匀,在焊缝的热影响区显微硬度达到最大,硬度最低的区域为母材,焊缝质量可以满足使用要求.     

焊接热循环及峰值温度对C-HRA-2镍基合金组织演变的影响

通过焊接热模拟方法得到了C-HRA-2镍基合金在不同一次峰值温度(T_p1=1150,1250,1350℃)和二次峰值温度(T_p2=850,950,1050,1150,1250,1350,1450℃)下的焊接热影响区(HAZ),研究了峰值温度和热循环次数对C-HRA-2合金HAZ微观组织演变的影响,并测试了其显微硬度。采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对HAZ的微观结构和碳化物进行表征。结果表明,在T_p1=1150℃的HAZ中,可观察到沿晶界析出的细小的M₂₃C₆碳化物。在T_p1>1250℃的HAZ中,在晶界附近发现由于成分液化而导致的γ基体与M₂₃C₆碳化物组成的微观结构。当T_p2在1050～1250℃,可在HAZ中的晶界附近观察到与在T_p1     

脉冲磁场对7A04铝合金固溶工艺显微组织和力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、维氏硬度计、万能试验机,研究了脉冲磁场工艺参数对7A04铝合金固溶工艺下显微组织和力学性能的影响。结果表明,脉冲磁场可促进S相的分解并加速其合金元素的扩散,从而得到饱和度更好的固溶体组织。经过脉冲磁场固溶处理60 min后,固溶态7A04铝合金的抗拉强度提升约96 MPa,显微硬度提升约20 HV5,伸长率下降了约0.9%。分析认为,脉冲磁场在7A04铝合金固溶处理过程中,通过降低溶质原子的扩散激活能而提高扩散系数,加速了固溶过程,从而缩短了固溶时间。