X90钢堆焊Inconel 625合金不同固溶温度下的组织演变及性能

采用Inconel 625(ENi Gr Mo-3)焊丝在X90钢表面热丝TIG堆焊,并对堆焊后的试样分别进行850℃和910℃保温2 h后水冷的固溶热处理。借助光学显微镜、冲击试验机、显微硬度计、SEM和EDS分析研究在不同固溶温度下堆焊层组织演变及力学性能。结果表明:固溶处理前后熔合线至堆焊层顶部的组织均依次为平面晶、胞晶、树枝晶、等轴晶和顶部横向组织,但固溶处理后的熔合区组织更为均匀;910℃固溶处理后Ni和Cr合金元素发生明显的扩散现象,850℃固溶处理后试样的硬度和冲击性能均优于固溶处理前和910℃固溶处理后的试样,在熔合线靠近基体的硬度比固溶处理前高77.4 HV1,冲击吸收能量比910℃固溶处理后的高19.40 J。     

热处理对Inconel625/X90堆焊层组织及性能的影响

目的研究不同固溶温度对堆焊层组织及力学性能的影响规律。方法对Inconel625堆焊层分别进行850、910、980℃的固溶处理,采用金相显微镜、SEM、EDS进行显微组织观察及堆焊层元素分析,并测试其硬度。结果堆焊熔合线附近出现魏氏组织和马氏体层,且合金元素含量迥异,在基材和熔敷金属之间形成较高的浓度差,使硬度分布极不均匀,经不同热处理后,魏氏组织得以消除,马氏体层也随着温度的增加而逐渐消失,合金元素的分布变均匀。850℃固溶处理后,敷材扩散区的Ni、Cr和Fe质量分数分别为36.14%、28.31%和18.27%,相比于堆焊态,合金元素发生了较大扩散;980℃固溶处理时,合金元素的分布最均匀,相对于堆焊态合金元素的含量,Ni含量下降约16.27%,Cr含量下降约8.32%,Fe含量上升约37.76%。未处理时的硬度从敷材至基材呈先下降、后升高的V型趋势,经850℃和980℃固溶处理后,试样硬度趋于均匀,热影响区硬度比未处理的有明显提高,分别提高24HV和32HV。结论热处理后,堆焊层的组织及元素分布变均匀,硬度分布曲线趋于直线,并随固溶温度的升高,各区元素含量的波动逐渐减小,元素分析曲线过渡平滑,晶粒度逐渐增大。     

J75钢焊后热处理工艺

研究了不同焊后热处理工艺对J75钢焊缝区、焊接热影响区及母材显微组织及力学性能的影响。研究表明:J75钢焊后仅进行时效处理,焊缝区塑性指标不能满足工程要求,且焊缝与母材过渡区熔合线分界明显;而其焊后进行固溶处理和时效处理,得到较好的焊后力学性能,且焊缝与母材间熔合过渡良好,热影响区较小。     

热处理对100mm厚TC4钛合金电子束焊接接头性能的影响

针对100mm厚TC4钛合金板进行电子束对接,焊后对接头分别进行850℃再结晶退火和920℃+2 h和500℃+4 h固溶时效热处理,观察接头的微观形貌,测试其硬度和拉伸性能。结果表明,经过再结晶退火后,焊缝中部开始出现β相晶界,热影响区熔合线附近的针状α′相变少,β相等轴晶界开始出现。经过920℃+2 h和500℃+4 h固溶时效处理后,焊缝中部和底部都出现明显的β相晶界,热影响区熔合线附近的β相等轴晶界明显可见,为细片层β转变组织。力学性能测试表明,经过固溶时效热处理的接头焊缝区、热影响区及母材区的显微硬度明显高于焊态,其接头拉伸强度比焊态提升11.3%,屈服强度比焊态提升17.2%,但接头延伸率比焊态降低近59%。     

NiCrBSi系合金聚焦光束堆焊层的微观特征

采用聚焦光束热源在 45钢母材上获得了镍基合金粉末堆焊层 ,研究了堆焊层的物相组成及母材热影响区的微观组织特征。X射线衍射、SEM、EDS及显微硬度分析结果表明 ,Ni35堆焊层的显微组织由少量共晶基底上分布着大量初生的γ Ni枝晶组成。基底的绝大部分为M2 3 (C ,B) 6 γ Ni网状共晶 ,局部区域析出了γ Ni Ni3 Si层片状共晶。母材表面半熔化区的形成使堆焊层与基材实现了熔化冶金结合 ,堆焊层金属逆热流方向与母材呈联生方式长大。母材热影响区的奥氏体在冷却过程中转变为类珠光体组织 ,随热影响区离熔合线距离的增加 ,铁素体在晶界析出量增加     

固溶时效对2524铝合金光纤激光焊接接头组织和性能的影响

采用光学显微镜(0M)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、拉伸实验等研究了固溶时效处理对2524铝合金光纤激光焊接接头的显微组织及力学性能的影响.结果 表明:焊后固溶时效处理可以显著改善接头区域的元素分布,在495℃固溶处理1h时后,粗大的第二相基本溶解,接头的抗拉强度、伸长率和硬度分别为421 MPa、12.9％和125.5 HV;随着时效温度的升高,焊缝区硬度更快达到峰值,经190℃时效4h后,接头的抗拉强度、伸长率和硬度分别为436 MPa、8.0％和134.8 HV.热处理后,接头的热影响区发生再结晶,熔合线附近仍存在粗大的柱状晶,焊缝区晶粒未发生明显改变,焊缝依然是整个焊件最薄弱的区域.     

热处理对Cr-Mo钢母材-镍基焊材焊接接头力学性能分布及匹配度的影响

依托数字图像相关技术在表征焊接接头局部力学性能方面的优势，对比研究了原始态、回火态和固溶时效态15CrMoR母材与镍基焊材组成的焊接接头的力学参数、硬度和显微组织。回火处理使焊接熔合区的枝晶组织转变为分散的回火索氏体，提高了力学性能的均匀性，改善了母材区与焊接熔合区力学性能的匹配程度。固溶时效处理促使焊接熔合区的枝晶组织转变为均匀的柱状枝晶组织，同时母材区的珠光体消失、晶粒粗化，导致强度下降，引起焊接熔合区与母材区的不匹配度增大。因此，合适的热处理要求平衡母材区和焊缝区对组织的需要，以获得具有优良综合力学性能的焊接接头。     

时效硬化工具合金TIG堆焊金属粉芯焊丝热处理工艺研究

通过研究时效硬化工具合金TIG堆焊金属粉芯焊丝堆焊层金属的热处理工艺及其显微组织，分析了堆焊层金属强化的机理。研究表明，固溶处理和时效处理对所研制焊丝的堆焊硬度有着显著的.了终确定的固溶－时效热处理工艺为：（1）1260℃保温6min后水冷淬火，然后进行560℃保温2h的时效处理；（2）最终确定的焊后直接时效处理的工艺为560℃保温2.5h。     

焊后处理对45钢基体模具堆焊层组织及力学性能的影响

在45钢基体上进行了堆焊试验,并将堆焊后的试样分别进行了直接空冷和焊后回火处理,研究了这两种焊层的显微组织、硬度以及耐磨性能.试验研究结果表明:堆焊后空冷试样的显微组织为粗大的板条状马氏体和大量残留奥氏体;堆焊后进行500～550℃回火处理,试样焊层的显微组织主要是细小托氏体和少量残留奥氏体.堆焊后回火处理试样的硬度比直接空冷试样的硬度低10％,邻近熔合区的基体硬度有所提高,熔合区硬度梯度减小,有利于改善堆焊层的韧性;焊后回火处理的试样的耐磨性比直接空冷试样的耐磨性提高35％.     

ZL101A焊丝焊接6061-T6板材接头的组织性能

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、微机控制电子万能试验机对ZL101A焊丝MIG焊焊接6061-T6铝合金焊接接头固溶+时效处理前后的显微组织、力学性能进行研究。结果表明,焊接接头经固溶+时效处理后,只有3个区,基体区、熔合区以及焊缝区,无明显的热影响区。基体组织中Mg2Si强化相、未熔Si相有所减少;焊缝区晶界及晶粒内部时效析出的Mg2Si强化相增多,且弥散分布。焊接接头在较高的抗拉强度和伸长率下断裂处在焊缝区,抗拉强度达到293.3MPa,是母材的94.6%,伸长率为6.8%,是母材的56.7%。未经处理的焊接接头断裂处在热影响区。处理前后的焊接接头断裂形式均为典型的韧性断裂。     

基于45钢基体焊前预热对熔合区组织及硬度梯度的影响

分别对已预热及未预热的45钢基体采用高合金药芯焊丝进行堆焊,焊后均进行空冷。利用金相显微镜和显微硬度计对焊前不同处理条件下试样的熔合区组织和硬度梯度进行对比分析。研究结果表明:焊前不同处理条件下试样的熔合区组织和硬度梯度出现明显的差异,焊前未进行预热而直接堆焊的试样,其焊接热影响区主要为力学性能较差的魏氏组织,熔覆层主要为粒状回火索氏体和残留奥氏体混合组织,且在混合组织中出现焊接裂纹,同时熔合区硬度梯度较大;焊前进行350℃×1 h预热的堆焊试样,其焊接热影响区魏氏组织消失,主要为大小均匀的粒状铁素体和珠光体,熔覆层未出现明显的焊接裂纹,同时熔合线两侧的最大硬度梯度明显降低。     

焊前热处理对TC4-DT钛合金电子束焊接接头组织的影响

焊前首先对TC4-DT钛合金母材进行不同固溶处理,进而研究电子束焊接对接头显微组织的影响.结果显示,在炉冷条件下960℃固溶处理的母材为双态组织,晶粒细小,焊缝轮廓清晰,热影响区为等轴初生α相和针状马氏体α'相,焊缝为"网篮状"马氏体组织;经1018℃固溶处理的母材为魏氏组织,晶粒粗大,焊缝轮廓模糊,热影响区为板条状α相和针状马氏体α'相,焊缝柱状晶宽度增加;经960℃+1018℃固溶处理的母材,魏氏组织晶粒尺寸最大,焊缝柱状晶宽度也最大.固溶后空冷处理的母材α片层厚度小,热影响区α相也小,但焊缝区的马氏体α相变宽、变粗.     

动态感应加热消除轨面堆焊热影响区马氏体组织

采用动态感应加热的方法消除了U71Mn钢轨轨面堆焊后热影响区的马氏体组织.通过光学显微组织分析和显微硬度测试对马氏体组织的消除效果进行了识别.结果表明,U71Mn钢轨在冷焊的工艺下,热影响区内会产生裂纹,显微组织为马氏体组织.随着预热和后热温度的提高,马氏体组织的消除效果越加明显.当预热温度为320℃,后热温度为550℃时可以完全避免热影响区内马氏体组织的形成,生成比母材珠光体晶粒细小的索氏体组织,热影响区的硬度分布均匀.     

15CrMoR钢多层焊缝的组织和力学性能

采用电弧焊(SMAW)和埋弧焊(SAW)相结合的方法制备了55 mm厚15CrMoR钢板多层对接焊缝,并在焊接过程中做了相应的预热和焊后热处理。测试了该焊缝的力学性能,观察冲击断口,分析焊缝各部分的显微组织。结果表明,在多层最外层焊缝存在典型的母材区、热影响区、熔合区和焊缝区,但是对于内部焊层,后焊焊层对于先焊焊层有一定的热处理作用,上下最外焊层的焊缝区呈柱状晶铸造组织,而其他焊层呈现过热组织和正火组织;焊缝的冲击断口表明热影响区试样韧性较好,其次为焊缝区,母材区试样韧性最差;焊缝中心及沿熔合线显微硬度呈现出“W”形分布,即焊缝两外侧层与焊缝中心SMAW焊区域硬度较高,焊缝近外表面层硬度较低。     

固溶时效对等离子堆焊WCp/18Ni300钢复合涂层组织与性能的影响

采用等离子堆焊技术在Cr5钢表面制备WC增强18Ni300钢复合涂层. 研究添加质量分数为25%和35%的球形WC对堆焊层组织与性能的影响,分析固溶(900 ℃ × 1 h)和时效(490 ℃ × 5 h)处理前后堆焊层的显微组织/相变过程/显微硬度和摩擦磨损性能. 结果表明,在马氏体时效钢粉末中添加WC颗粒影响堆焊层组织和马氏体相变. WC/MS300复合堆焊涂层的显微组织主要以奥氏体为主. 经固溶时效热处理后,基体试样硬度和摩擦磨损性能下降,而WC/MS300试样中γ-F转变为α-Fe,硬度和耐磨性显著改善,添加35%WC试样耐磨性能最佳. 由WC的微观结构演变表明,固溶时效后WC颗粒周围形成厚的扩散层,显著改善了界面结合.     

激光焊接快速凝固Ni51Ti49形状记忆合金显微组织和相变行为

文中研究了快速凝固Ni₅₁Ti₄₉形状记忆合金条(厚度1 mm)的激光焊接工艺,以及焊缝成形、接头显微组织演变、硬度分布和马氏体相变行为. 结果表明,激光功率和焊接速度对焊缝成形有显著影响,采用激光功率为700 W、焊接速度为8 mm/s的焊接工艺实现焊缝区完全熔透,并获得熔合面积适中、缺陷较少的高质量接头;激光焊接导致接头各区域呈现显著的组织不均匀性,其中母材区保留快速凝固工艺的细晶、强织构显微组织特征,热影响区为粗大等轴晶和柱状晶构成的混合晶组织,焊缝中心区为粗大的柱状晶. 激光焊接后热影响区和熔合区的维氏硬度相对母材有显著降低,其中熔合区的平均硬度最低,其值为311 HV ± 14 HV. 接头经500 ℃保温1 h无应力时效处理后,接头各区域组织的相变行为明显不同,其中冷却过程中母材区发生常规两步马氏体相变(B2–R–B19′),而焊缝区呈现多步马氏体相变行为,即先发生一步B2–R相变,随后发生两个独立的R–B19′相变.     

热处理对Mg-5wt%Sn合金组织与显微硬度的影响

研究了固溶处理(460-500 ℃保温1-96 h)加人工时效处理(210-290 ℃保温1-160 h)对Mg-5wt%Sn合金组织演变的影响及组织与显微硬度之间的关系.结果表明,经480℃过固溶处理后,合金中的Mg2Sn相基本溶解,随后的时效处理过程中Mg2Sn相以弥散形式析出.Mg-5wt%Sn合金具有明显的时效硬化特征:经480℃固溶处理后,时效温度采用210℃时,保温96h后显微硬度达到峰值为77.4 HV0.01;时效温度为250℃时,保温16h后显微硬度达到峰值为76.6 HV0.01;时效温度采用290℃时,保温4h后达到峰值为60.2 HV0.01.合适的时效处理制度能明显提高合金的显微硬度.     

激光重熔和时效处理的Co基合金堆焊层组织和性能

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射物相分析和显微硬度、耐磨性测定等试验手段,对激光重熔及经不同时效工艺处理后的Co基合金堆焊层显微组织、相结构、显微硬度及高温耐磨性能进行了分析研究.结果表明,经激光重熔后,Co基合金堆焊层的组织得到明显细化,硬度和耐磨性都得到提高;重熔堆焊层的组织主要由γ-Co和Cr7C3、Cr23C6等强化相组成.经时效处理后的重熔堆焊层的硬度不但明显得到提高而且耐磨性均优于原始堆焊层.相比较,经900 ℃×6 h时效处理后的重熔堆焊层耐磨性最好.     

焊后热处理对05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头组织与性能的影响

通过力学性能测试、光学显微镜、扫描电子显微镜对汽轮机末级叶片用05Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化不锈钢焊接接头不同焊后热处理工艺条件下的组织与性能进行了研究.结果表明,经540 ℃时效处理,05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头的强度与母材相当,焊缝区的缺口冲击韧性差;时效温度提高到600 ℃后,接头的强度略有下降,焊缝区冲击韧性上升;直接时效态焊接接头的硬度谷值位于距离熔合线6～7 mm处的热影响区;经过重新固溶、时效处理,焊接接头的强度和缺口冲击韧性都比较高.焊缝冲击韧性的提高主要与焊缝组织变化及断裂机制的转变有关.     

双温固溶对搅拌摩擦焊7075铝合金接头组织及性能的影响

设计了针对7075铝合金搅拌摩擦焊接头的焊后双温固溶处理/时效的热处理制度,并采用扫描电镜,透射电镜,显微硬度和拉伸试验研究了双温固溶处理对搅拌摩擦焊7075铝合金接头组织及性能的影响。结果表明,双温固溶处理可以实现接头组织的充分均匀化,同时导致粗大MgZn_2析出相的部分溶解和细小的MgAlCu相析出。经双温固溶处理和130℃时效处理24 h后,接头力学性能明显恢复,焊接区硬度高于母材,接头强度和塑性与母材相当。