镍基高温合金焊接接头组织性能及工艺优化

采用不同的焊接工艺参数,对GH4169镍基高温合金薄板进行MIG焊接正交试验。通过金相试验,观察镍基高温合金焊接接头的显微组织,可以划分为焊缝中心等轴晶区、焊缝边缘柱状晶区、热影响区和母材组织。利用室温拉伸和显微硬度试验,测定镍基高温合金焊接接头的抗拉强度、断后伸长率与显微硬度等力学性能,并与母材的力学性能进行比较。使用极差分析法,研究焊接电流、电弧电压与焊接速度对接头力学性能的影响规律,并获得了优化的焊接工艺参数。     

GH4413镍基高温合金液相扩散焊接头微观组织及性能研究

以BNi-2作为填充合金材料使用液相扩散焊对GH4413合金进行了连接,研究了在焊接温度为1 030 ℃和1 080 ℃,保温时间分别为30 min和60 min等不同焊接参数下GH4413镍基高温合金的接头微观组织、成分分布和显微硬度。扫描电镜(SEM)以及能谱分析结果表明,当焊接温度为1 080 ℃,保温时间为60 min时,钎缝组织中形成了性能良好的固溶体,并且随着焊接温度的升高和保温时间的增加,钎缝的宽度增加,钎料元素向母材中的扩散深度逐渐增加,在母材近缝区形成了金属间化合物。     

电子束表面熔凝处理对镍基高温合金熔凝层组织及其抗高温氧化性能的影响

采用电子束表面熔凝处理方法研究了电子束表面熔凝处理M38G高温合金熔凝层组织和熔凝层组织对高温氧化的影响。结果表明 :试样经电子束表面熔凝处理后 ,根据扫描电镜观察可见 ,在扫描速率不变的情况下 ,随着电子束作用能量的降低 ,其熔凝层组织明显细化 ,在试验条件下可达 2 μm左右。采用箱式电阻炉进行 10 0 0℃× 10 0h空气静态氧化试验 ,结果表明 :试样在 10 0 0℃氧化 10 0h后 ,所形成的氧化膜组织仍然比较细小 ,EDS分析结果显示氧化膜以氧化铬为主 ,氧化过程中形成的氧化膜未破裂 ,起到了对基体的保护作用。     

Al-Cu-Li合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能

对厚度为2.5 mm的Al-Cu-Li合金板进行真空电子束焊接,并对获得接头的微观组织及力学性能进行了系统研究。金相组织分析显示,接头从熔合线附近到焊缝中心的微观组织结构依次为等轴细晶粒区、柱状晶和等轴晶;力学性能测试结果表明,与母材本身相比,接头焊缝的显微硬度值有所降低,在焊态下焊接接头的强度系数约为0.7;接头拉伸断口扫描观察显示,断口表面分布着大量细小的韧窝,呈明显韧性断裂特征。     

用EB-PVD技术制备Ni-Co-Cr基高温合金的组织和力学性能

采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）技术制备出厚度为0．3mm的Ni-Co-Cr基高温合金薄板，并用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和拉伸设备研究了该合金热处理前后的显微组织及力学性能。结果表明，制备态合金为微晶结构，缺陷相对较多；热处理后晶粒迅速长大，缺陷密度大幅下降，并在晶粒内部形成了主要的沉淀强化相γ’相。与制备态合金相比，热处理后合金的力学性能得到明显改善，说明EB-PVD技术可以为制备性能优良的高温合金薄板提供一条新途径。     

镍基高温合金的高温力学性能及微观组织分析

以第三代镍基高温合金FGH98为研究对象,通过实验对比了FGH98合金和前两代合金FGH95和FGH96的疲劳寿命和高温裂纹扩展速率,并研究了微观晶粒尺寸和最大载荷保持时间对FGH98合金疲劳抗性的影响。结果表明,粗晶粒FGH98合金的疲劳寿命更长、裂纹扩展速率更低;FGH98合金的高温裂纹扩展速率随着保载时间的延长而增加。     

镍基高温合金的高温力学性能及微观组织分析

以第三代镍基高温合金FGH98为研究对象,通过实验对比了FGH98合金和前两代合金FGH95和FGH96的疲劳寿命和高温裂纹扩展速率,并研究了微观晶粒尺寸和最大载荷保持时间对FGH98合金疲劳抗性的影响。结果表明,粗晶粒FGH98合金的疲劳寿命更长、裂纹扩展速率更低;FGH98合金的高温裂纹扩展速率随着保载时间的延长而增加。     

两种铸造镍基高温合金在长期时效期间的微观组织和力学性能演变

长期时效期间K452和K446合金中的γ′相形貌都保持球形,尺寸不断粗化,但K446中γ′相的粗化速率总体上比K452快.初生MC的热稳定性不仅与MC本身的化学成分密切相关,而且与合金成分有关;合金中γ基体的热稳定性(即晶内二次碳化物或TCP相的析出)与初生MC的热稳定性有关;晶界粗化通过γ′沉淀及镶嵌于其中的碳化物(M_(23)C_6或M_6C)的析出和长大来实现.γ′相粗化、初生MC分解、晶界粗化以及二次碳化物或TCP相的析出等,使合金的力学性能明显下降。     

电子束钎焊修复K465镍基高温合金叶片

采用自制镍基钎料进行了K465镍基高温合金叶片模拟件的真空电子束钎焊,研究了开贯通槽(磨掉全部裂纹)和开非贯通槽(磨掉80%～90%裂纹)的两种开槽方式对叶片模拟件接头产生裂纹的影响,分析发现开贯通槽试件很少产生裂纹而开非贯通槽试件都产生裂纹.借助扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)等方法分析了接头界面结构,确定了界面反应产物及其形态分布.结果表明,在界面反应层中生成镍基γ固溶体,NiSi,NiB,NiAl和NiSi五种产物.     

高温精炼处理对铸造镍基高温合金组织与性能的影响

研究了高温精炼处理对铸造镍基高温合金组织与性能的影响.普通铸造镍基合金枝晶组织粗大,晶界碳化物呈链状分布,晶内碳化物呈草体汉字状密集分布于枝晶间,是合金塑性低的主要原因.经高温精炼处理后,合金的枝晶组织细化,晶界及枝晶间的碳化物数量减少,γ γ共晶相数量增加,晶界碳化物呈不连续质点状分布,晶内碳化物的密集程度下降,拉伸塑性和蠕变(持久)寿命得以明显提高.经1 650℃,5 min高温熔体处理后,合金室温延伸率由3.5%提高到9.2%,700℃高温塑性由2.0%提高到8.0%,900℃高温塑性由2.8%提高到9.6%,蠕变寿命由34 h提高到52 h,蠕变塑性由4.3%提高到6.11%.推荐的最佳高温精炼处理制度为1 650℃保温4 h.分析了高温精炼处理对合金液态结构、凝固组织与性能的影响机理.     

Incoloy825合金热变形为与组织演变

通过热压缩实验,研究了Incoloy825合金在变形量为60％,温度为950~1150℃和应变速率0.001~1s-1范围内热变形行为。基于Arrhenius方程和Zener-Hollomon参数模型,建立该合金的本构方程模型。采用金相显微镜（OM）和电子背散射衍射（EBSD）技术研究了合金的组织演变规律。结果表明,随着变形温度的升高或应变速率的降低,DRX的百分含量增加。热变形过程中DRX既包括晶界弓起形核机制的不连续动态再结晶（DDRX）也包括渐进式亚晶旋转形核机制的连续动态再结晶（CDRX）。随着变形温度的升高或应变速率的降低DDRX增强而CDRX减弱。此外随着温度的升高或应变速率的降低,低角度晶界逐渐向高角度晶界转化。同时随机分布的Σ3孪晶界趋于均匀化,且对动态再结晶起促进作用。     

L360QS/Incoloy825镍基合金液压复合管的有限元模拟与试验

基于双金属复合管的液压胀合原理,计算出L360QS碳钢管/Incoloy825镍基合金管液压胀合的最小胀合压力P_(imin)=46.84MPa、最大胀合压力P_(imax)=51.67MPa。采用ABAQUS有限元确定了解析最小胀合压力与残余接触应力P_c~*,并通过液压胀合试验进行了验证对比。结果表明,有限元确定的解析最小胀合压力为47.45MPa,与理论计算值P_(imin)较吻合;模拟最大胀合压力P_(imax)卸载后的管间残余接触应力P_c~*=0.98MPa;通过液压胀合试验,采用推出法测定并计算管段长度分别为200mm和50mm时的管间残余接触应力为0.7MPa和0.65MPa,略小于有限元模拟结果,这是由实际管体的椭圆度、内外管间隙不均匀等原因造成。     

镍基耐蚀825合金的组织特征及热力学计算

为了了解镍基耐蚀825合金的组织特征及平衡相的析出规律,采用扫描电镜(SEM)和热力学计算软件Thermo-Calc对其进行组织观察和模拟计算分析。结果表明,825合金原始轧态晶界无析出物,晶内有少许Ti的碳化物。750℃时效4h后晶界析出块状M23C6,980℃时效,MC相随时间增加而增多。825合金主要平衡相为γ′、α-Cr、MC、M23C6,Al、Cr、Ti、C分别提高γ′相、α-Cr相、MC相、M23C6相的开始析出温度和最大析出量。     

人工时效后2B16铝合金电子束焊接接头的组织与性能

通过金相分析、室温拉伸试验对人工时效2816铝合金电子束焊接接头组织和性能进行了研究.结果表明,电子束焊接2816铝合金薄板和厚板接头分别呈"漏斗形"及"典型钉形";焊缝区及热影响区由基体α(Al)相及α(Al)-θ(CuAl2)等共晶相组成;人工时效后21 mm厚2816铝合金电子束焊接接头室温强度系数达到母材的77.8%.     

固溶处理对Incoloy825合金钢管组织和性能的影响

通过金相分析、拉伸试验和晶间腐蚀试验,研究了固溶处理对Incoloy825合金组织和性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,Incoloy825合金晶粒有长大趋势,但在不同温度固溶,晶粒生长速度有所不同,当固溶温度超过1000 ℃后,晶粒长大迅速,并伴生退火孪晶。当在950 ℃固溶时间小于30 min时,基体出现混晶组织,保温60 min后,混晶状态得以改善,基本为等轴晶,平均晶粒度为7级。随着固溶温度的升高和保温时间的延长,抗拉强度和屈服强度均有不同程度的下降,伸长率总体呈上升趋势。Incoloy825合金的晶间腐蚀速率随着固溶温度的升高和保温时间的延长呈现先下降后平稳的趋势,在950 ℃固溶60 min后,腐蚀速率基本稳定在0.12 mm/y左右,随着固溶温度继续升高,晶间腐蚀速率没有明显差异。Incoloy825合金在950 ℃固溶60 min后,其力学性能和耐晶间腐蚀性能综合效果最佳。     

TiAl基合金电子束焊接头组织及转变规律

采用OM,XRD,SEM,TEM及EDS等测试方法分析了Ti-43Al-9V-0.3Y合金电子束焊接头各区域组织特征、相组成及其转变规律.结果表明,接头组织主要由B2相组成,还含有部分α2 γ双相片层组织及粒状γm相,稀土元素Y是以YAl2相形式存在并起到细化晶粒的作用.合金在热处理和电子束焊接时,液态金属在冷却过程中由于冷却速度不同而发生不同的转变:较低冷却速度时形成片层状组织和魏氏组织;冷却速度较快时易形成粒状γm相;冷却速度极快时只发生有序化转变.最终得到性能上存在差异的不同铸造组织.     

TA12钛合金电子束焊接组织性能及残余应力分析

采用电子束焊接TA12钛合金薄板焊缝表面成形良好,焊缝区以马氏体组织为主,细小的稀土相呈均匀弥散分布状态;随着距焊缝距离的增加,稀土相尺寸逐渐增大,数量逐渐减少,并逐渐趋于球形,沿接头呈一定的规律性分布.小孔法残余应力测试结果表明,垂直于焊缝方向残余应力以纵向应力主,应力呈梯度分布,横向应力较低;焊缝区为纵向拉应力区,应力峰值低于其屈服强度,横向应力为较小的压应力;沿焊缝试板中心区(±20 mm范围内)焊接残余应力分布趋于稳定.     

GH3536高温合金电子束焊组织及显微硬度分析

以GH3536高温合金电子束焊接后试样为研究对象,进行金相分析和显微硬度测试。试验结果表明,GH3536高温合金焊接组织主要为粗大奥氏体树枝晶,近缝区母材奥氏体晶粒未长大;由于复杂碳化物在焊接过程中溶解,焊缝区域的显微硬度明显高于母材。     

电子束扫描波形对铝锂合金显微组织及力学性能的影响

对厚度1.8 mm的2198-T8态铝锂合金薄板进行真空电子束焊接,分析了不同扫描方式对焊缝成形及接头力学性能的影响,以及最优焊接工艺下焊接接头的显微组织与力学性能。结果表明:在工作距离为300 mm、加速电压U=60kV、聚焦电流I_f=498 mA以及电子束流I_b=6.8mA情况下,不添加扫描可获得成形良好且无宏观气孔缺陷的焊接接头。相同参数条件下对比添加了扫描方式的焊接,得出焊接过程中添加三角波扫描时,焊缝的显微硬度值和焊接接头的抗拉强度均得到了提高,焊接接头的平均抗拉强度为326.5 MPa,其中最高抗拉强度可达到母材的71.5%,延伸率最高可达母材延伸率的86.8%,焊缝熔合区较整个焊缝区来说最为薄弱。     

镁合金真空电子束焊焊缝形貌与性能研究

准确掌握焊接过程温度场的变化情况,对提高镁合金的焊接质量有着重要作用.采用数值模拟方法针对不同焊接速度的工艺条件下,计算出AZ61镁合金真空电子束焊接过程中温度场的分布状态和焊缝的形貌情况,从而获得较优的焊接工艺参数;并通过试验数据,进一步讨论在优化工艺参数条件下的焊缝形貌、硬度分布情况.结果表明,在焊缝表面熔池宽度和横向焊缝深度等方面计算结果与试验结果十分吻合,接头没有明显的热影响区;焊缝为细小的等轴晶且第二相均匀分布在其间,焊缝硬度分布沿焊缝横向成依次递减趋势且大于母材.