钢/铝异种金属激光-MIG复合焊接接头组织与性能研究

采用激光-MIG复合焊接的方法对Q960钢/6061铝异种金属进行了焊接,对比分析了添加Cu前后复合焊接接头的显微组织、物相组成和力学性能的变化,并对其断口形貌进行了观察。结果表明,添加Cu后焊接接头仍然保持着典型熔-钎焊特征,但是IZ(界面区)区域的界面层形态发生了明显改变,界面层厚度从加Cu前的16μm降低至加Cu后的6μm,界面层中的针状Fe_4Al_(13)相和舌状Fe_2Al_5相转变为细小絮状Al_(13)(Fe,Cu)4和舌状Al_5(Fe,Cu)2相,界面层中的显微裂纹消失;加Cu后钢/铝复合焊接接头的最高硬度仍然出现在界面层,但是最高硬度相对加Cu前有明显降低,这主要与界面层中形成了Al_(13)(Fe,Cu)4和Al_5(Fe,Cu)2金属间化合物有关;加Cu后焊接接头的抗拉强度和伸长率相较于加Cu前分别提高了110.5%和183.3%,而断裂位置都处于钢/铝界面区。     

激光熔覆制备Ti(C,N)颗粒增强金属基复合层的组织

采用高能束CO2激光在铸钢表面熔覆了含有碳氮化钛增强粒子的铁基熔覆层。利用X射线衍射(XRD)、金相显微镜(OM)和透射电镜(TEM)对激光熔覆层的微观组织进行分析与研究。结果表明:先前加入的颗粒状TiN与石墨粉在激光熔覆过程中发生了反应,原位自生了新的颗粒状强化相Ti(C0.3N0.7)。熔覆层中Ti(C0.3N0.7)的形貌特征多呈尺寸不等近似菱形颗粒及其他不规则形状,尺寸大小在0.1～3.0μm,它们弥散分布在熔覆层(α-Fe)基体中,基体组织呈现出胞状树枝晶特征,熔覆层与母材形成良好的冶金结合。Ti(C0.3N0.7)颗粒与熔覆层α-Fe基体间界面干净光滑,结合紧密。     

原位生成Ti(CyN1-y)颗粒增强金属基复合熔覆层强化机制

以横流二氧化碳激光束作为诱导热源,利用激光熔覆工艺在铸钢基材表面形成含有Ti(CyN1-y)增强粒子的铁基熔覆层,熔覆层质量良好。用光镜、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等微观手段对复合熔覆层的组成、形貌及强化机制进行分析,并采用光学显微硬度计对熔覆层的显微硬度进行测试。结果表明:复合熔覆层是由粘结金属基体和呈弥散分布于其中的第二相粒子Ti(CyN1-y)组成。新生成的Ti(CyN1-y)硬质点颗粒形貌多呈不规则形状,在熔覆层中的增强相是以Ti(C0.3N0.7)和Ti(C0.2N0.8)这两种形式存在的。熔覆层的显微硬度HV0.2达到800～900。复合熔覆层中存在细晶强化、硬质点的弥散强化和固溶强化等强化机制。