Ti-25Cu-15Ni钎料钎焊的TA0钛接头界面微观组织及拉伸性能

采用真空电弧熔炼法制备钛基钎料Ti-25Cu-15Ni(at.%),通过DSC、SEM和XRD分析确认该钎料的焊接温度和微观组织结构及形貌。采用该钎料钎焊工业纯钛TA0,并分析焊接接头的微观组织结构。结果表明,该钎料主要由α-Ti和Ti2Cu共晶组织构成,在1 000℃焊接温度下,在钎料/焊接母材接头界面,有大量的Ti2Cu和TiNi化合物形成。同时,在靠近母材部分存在α-Ti+TiNi共晶组织,Ni元素扩散到钛合金母材中形成针状TiNi化合物,有利于连接强度的提高。测试了在1 000℃下的不同保温时间对试样拉伸强度的影响,结果表明,1 000℃下保温30 min制备的连接件最大拉伸强度为185.65 MPa。     

TiZrNiCu钎料真空钎焊TZM合金接头界面组织及力学性能

采用Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料箔实现了TZM合金的真空钎焊连接,研究了钎焊温度和保温时间对接头界面微观组织结构及力学性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了接头界面组织及物相成分、确定接头的断裂位置和断裂方式,通过X射线衍射仪(XRD)分析确定接头中存在的物相。研究结果表明:接头典型界面组织为TZM/Ti-Mo固溶体+(Ti,Zr)2(Ni,Cu)/TZM,随着钎焊温度或保温时间的增加,钎缝中Ti-Mo固溶体的含量增加,(Ti,Zr)2(Ni,Cu)相含量减少,且Ti-Mo固溶体中Mo元素的原子比例增加,钎缝与母材连接界面处、母材中的裂纹状结构含量增加。随钎焊温度或保温时间的增加,接头剪切强度先增大后减小,当钎焊温度1020℃,保温时间20 min时,接头具有最大剪切强度105 MPa。断口分析表明,断裂位置为钎缝与母材连接界面,断裂方式为解理断裂兼部分沿晶断裂。     

铪与铜钎焊接头的组织与强度

采用72Ag-28Cu钎料对铪与铜进行了真空钎焊试验,钎焊温度为820~920℃,保温时间为1~45 min。研究了钎焊温度与保温时间对Hf/72Ag-28Cu/Cu钎焊接头组织和强度的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)观察钎焊接头组织形貌,用能谱仪(EDS)进行化学成分分析,用X射线衍射(XRD)进行物相分析。结果表明:随着钎焊温度的升高与保温时间的延长,接头剪切强度先升高后降低;在钎焊温度为840℃、保温时间为15 min的真空钎焊条件下,钎缝中的各相分布均匀,且尚未粗化,相比温度升高和保温时间延长获得的大块连续状相而言更有分布优势,起到了弥散强化的作用,并有利于应力的缓解释放,此时剪切强度最高,达到了最大的201 MPa,钎缝内形成了良好的结合界面;钎焊接头界面生成了Cu51Hf14,Cu8Hf3金属间化合物,但Cu-Hf化合物过多会对缺陷比较敏感,易产生裂纹,降低接头强度;Cu-Hf化合物过少导致没有形成良好冶金结合;因此,钎焊温度过高或过低,保温时间过长或过短对接头强度都不利。接头的界面结构为Hf/Cu-Hf化合物+Hf基固溶体/Hf基固溶体+Ag-Cu共晶组织+Cu-Hf化合物+Cu基固溶体/Cu。     

CoFeCrNiCu高熵钎料钎焊ZrB2-SiC/Nb接头组织及性能研究

采用CoFeCrNiCu高熵合金钎料实现了ZrB₂-SiC陶瓷与Nb合金的有效连接。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法分析了接头界面的微观组织结构、生成产物及保温时间对界面组织及接头性能的影响,确定了接头的断裂位置和断裂方式。研究结果表明：钎焊接头的典型界面结构为ZrB₂-SiC/Cr₂B/(Cr,Fe)₂B+fcc+Cr₂B+Laves+Cu₍(s,s))/Nb。钎焊过程中,Nb合金向液态钎料中的溶解量以及液态钎料中Cr向ZrB₂-SiC陶瓷富集的数量决定了钎焊接头界面组织的形成及其演化。随着保温时间的延长,ZrB₂-SiC陶瓷侧的Cr₂B反应层增厚,钎缝中Laves相随着Nb合金向液态钎料中的溶解量增加而增加。陶瓷侧界面反应层的厚度及形态和钎缝中Laves相的形态及分布共同决定着接头的抗剪强度。当钎焊温度为1160℃,保温60 min时,接头的抗剪强度最...     

时效对GH140合金冷轧薄板性能的影响

研究了GH140合金在不同Al Ti含量下不同温度和保温时间时效后的性能,通过讨论得出,GH140合金虽然是固溶强化型铁基高温合金,但它仍然具有一定的时效倾向。又通过合金在800℃以下时效不同时间的电镜组织揭露了HV值的变化本质。     

固溶温度对GH4202合金组织及拉伸性能的影响

为充分挖掘沉淀强化型镍基高温合金GH4202管材性能,以满足我国航天新型发动机的要求,研究了固溶处理温度对合金组织及拉伸性能的影响规律.结果表明,在1 050~1 075℃范围固溶处理后合金晶粒度无明显变化,当固溶温度升至1 100℃时,合金局部出现异常晶粒长大,当固溶温度达到1 150℃时,合金晶粒均匀长大.随固溶温度升高,合金晶界硼、碳化物数量明显减少,由链状向孤立的颗粒状转变.随固溶温度升高,GH4202合金室温及高温拉伸强度均呈降低趋势,尤其以屈服强度降低幅度最为显著.合金的室温面缩率随固溶温度升高而降低,且降低幅度较大,但室温断裂延伸率变化并不显著;700℃下合金的断面收缩率与断裂延伸率随固溶温度的变化均表现为先升高后降低的趋势.GH4202合金最佳固溶处理工艺为1 110℃保温30 min后水冷,此时合金晶粒度为5.0级、晶界碳化物呈细小链状,晶内沉淀强化γ'相弥散析出,可保证合金具有优异的室温及高温力学性能.     

BNi73CrSiB-40Ni钎料的钎焊工艺性能及接头组织研究

为了解BNi73CrSiB—40Ni钎料的钎焊工艺性能，对该钎料进行了表面质量分析、化学成分分析及DTA测试，以GH3044，ЭП708高温合金为母材，研究了钎料的铺展面积、填充间隙能力、漫流长度等钎焊工艺性能。结果表明：该钎料具有良好的流动性能、良好的填充间隙性能，适宜大间隙和不等间隙接头的钎焊。该钎料的钎焊接头中有大量的固溶体组织，不同于常用钎料BNi82CrSiB的钎焊接头的组织。     

GH3625合金无缝管材组织及性能调控研究

以GH3625合金冷轧管材为研究对象,通过组织表征和性能测试(硬度测试和室温拉伸实验),研究了固溶处理参数对GH3625合金晶粒长大行为和力学性能的影响。结果表明:随固溶温度的不断升高,基体内碳化物逐渐溶解,当温度高于1130℃时,基体内碳化物几乎完全溶解且晶粒开始快速长大,在950～1250℃温度范围内晶粒长大激活能为208.60 kJ·mol~(-1),合金的硬度则随着温度的升高而持续下降,且在晶粒长大过程中合金的硬度值与平均晶粒尺寸符合Hall-Petch关系式。随保温时间的延长,晶粒长大速度先快速增加随后逐渐平稳,当保温时间为20 min时基本上完成再结晶;在此过程中合金的硬度变化并不明显。空冷和水冷后合金的平均晶粒尺寸未发生变化,硬度随冷却速度的增加而增大。最佳固溶处理工艺为1150℃/60 min/AC,室温拉伸断裂方式为韧性断裂,综合力学性能良好。     

一种镍基单晶高温合金的瞬态液相连接

研究了一种镍基单晶高温合金的瞬态液相连接方法(TLP)及其对合金组织性能的影响.结果表明,不同温度下Ni-Cr-B熔体对基片均具有良好的润湿性,平衡接触角均小于20°.在等温凝固过程中,随保温时间的增加,固-液界面不断由两侧向中间推移,共晶区宽度不断减小,直至接头中无任何残余液相存在,等温凝固完全结束.共晶区上的硼化物分别为MB和M23B6.TLP连接后的1010℃×248MPa的持久性能达到母材的90%以上.     

钨镍共晶钎料连接钼钨的界面显微组织及结合性能研究

为了取代贵金属钌基钎料(4Ru-Mo-62Ni),开发出了钨镍共晶钎料(21W-79Ni),对比研究两者连接钼和钨的高温钎焊性能，并采用SEM、EDS和XRD等方法分析焊缝和断口的界面显微组织与成分。结果表明：4Ru-Mo-62Ni钎料和21W-79Ni共晶钎料焊接所得界面处的剪切强度分别为20.1和42.6 MPa,且后者的断裂处在母材附近，而前者则位于焊缝中。究其原因，4Ru-Mo-62Ni钎料中的Ru会固溶于Mo和Ni,作为固溶相分散在接头中，但在渗入母材Mo之前，Ni会和钎料中的Mo形成共晶相，使接头结合强度并不高；而21W-79Ni钎料中的W与母材Mo形成固溶相，Ni和Mo一起渗入W中，形成牢固的结合接头。     

GH907合金铸锭均匀化热处理

为了系统研究GH907合金铸锭枝晶间Laves相的固溶规律和铸锭中铌元素的扩散规律,以指导生产实践。以抚顺特钢生产的GH907合金508 mm铸锭为研究对象,利用光学显微镜、扫描电镜等手段,系统研究了GH907合金铸锭不同温度和时间下的均匀化情况。结果表明,GH907合金铸锭枝晶间Laves相的最佳扩散温度为1 160 ℃,扩散10 h以上Laves相可以完全消除;同时计算得知,GH907合金铸锭中铌元素在1 160 ℃下的表观扩散系数为D＝0.488 55×10-14 m2/s;理论计算表明,在1 160 ℃下处理56 h后,GH907合金中铌元素的残余偏析指数δi可以达到0.02。     

冶炼工艺对GH4145合金显微组织和力学性能的影响

利用金相检验、力学性能测试和扫描电镜分析等手段研究了不同冶炼工艺和热处理制度对GH4145合金显微组织、拉伸性能和高温持久缺口敏感性的影响。结果表明,经固溶加时效处理后电渣重熔冶炼的GH4145合金棒材平均晶粒度尺寸小于真空自耗重熔冶炼的GH4145合金棒材。随固溶温度升高,合金晶粒尺寸增大,电渣生产的合金晶粒度拐点温度为1 100 ℃,高于自耗冶炼的拐点温度1 050 ℃。自耗生产的试验合金γ'强化相平均尺寸比电渣生产的试验合金要小,且合金棒材的抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率均明显高于电渣生产的合金棒材。固溶温度升高,自耗生产GH4145合金持久性能变差,存在明显缺口敏感,而相同热处理制度下,电渣生产的GH4145合金光滑缺口持久寿命明显提高,无缺口敏感性。     

金刚石锯片焊接部位的组织结构与力学性能

采集金刚石圆锯片激光焊和高频钎焊部位作试样,分析研究了钢基体与粉末烧结刀头过渡层对焊焊缝横向的区段划分、焊缝形貌、金相组织、成分与物相、硬度及抗弯强度,并阐述了激光焊气孔的成因。结果表明:激光焊熔化区柱晶组织排布细腻,有残留气孔,硬度呈线性变化;钎焊熔化区为两相组织,枝晶明显,无裂纹气孔,硬度较低。激光焊钢热影响区产生针状马氏体;钎焊不存在相变引起的热影响区。激光焊和钎焊的刀头过渡层,在特定的配料体系下,也不存在固态相变引发的热影响区,基本保持了粉末烧结组织。激光焊和钎焊焊缝的抗弯强度均值分别为1 175 MPa、983 MPa,都大于国外安全强度要求,但激光焊焊缝强度波动相对较大,这与其残留气孔密切相关。     

热处理工艺对TA5钛合金棒材显微组织及性能的影响

经过多火次锻造得到具有均匀细小等轴组织的TA5钛合金棒材,在600~800℃范围内对其进行不同温度和不同保温时间的退火热处理,研究不同热处理工艺对其显微组织与力学性能的影响。结果表明,热处理温度在700~750℃,保温时间在60~90 min之间时,得到的组织为更加均匀的等轴组织;棒材的抗拉强度为740 MPa左右,屈服强度在595 MPa左右,延伸率在14%左右,强度和塑性达到较好的匹配。     

基于人工神经网络模型的Ti-6Al-4V合金离子氮化层厚度、硬度预测

利用人工神经网络技术研究Ti-6Al-4V合金离子氮化层厚度、硬度与热处理工艺参数之间的关系。以钛合金离子氮化工艺试验为基础,构建以离子氮化温度、保温时间、压力为输入参数,离子氮化层厚度、硬度为输出变量的3层BP神经网络模型,探究模型学习训练过程的最优化算法与神经元个数,预测合金离子氮化层厚度与硬度值。预测结果表明,该模型的综合复相相关系数为0.978 45,网络预测值与样本值相似度较高。获得该合金最优化离子氮化工艺区间,温度为850~880 ℃,保温时间为16 h,压力为200~300 Pa,合金氮化层厚度大于85 μm,硬度大于1 000HV。从而可为钛合金复杂零件离子氮化工艺-组织-性能控制研究提供新的方法与思路。     

轧制工艺对V-N-Ti钢焊接粗晶热影响区组织和韧性的影响

摘 要: 为了分析大线能量焊接下接头低温韧性的影响因素,研究轧制工艺对V-N-Ti钢粗晶热影响区(CGHAZ)组织和韧性的影响。试验结果表明,当终轧温度从950降低到800 ℃,且t_8/5(从800冷却到500 ℃的时间)为180 s时,CGHAZ中铁素体面积百分数从91.2%降低到53.9%,贝氏体面积百分数从0%增加到31.1%,-20 ℃冲击功从182降低到92 J。上述现象是由于终轧温度影响了母材中尺寸为30~70 nm的富Ti-(Ti,V)(C,N)粒子的成分。与低温终轧相比,高终轧温度条件下母材中富Ti-(Ti,V)(C,N)粒子的V元素含量较高,这使其在焊接加热过程中更易发生溶解,并在焊接冷却过程中以细小富Ti-(Ti,V)(C,N)析出,钉扎奥氏体晶界;焊接冷却过程中,富Ti-(Ti,V)(C,N)可以作为V元素的析出核心促进VN的析出,提高了其铁素体形核能力,改善了CGHAZ组织和韧性。     

热处理工艺对铝硅镀层热成形钢组织性能的影响

为深入理解不同热处理工艺参数对铝硅镀层热成形钢组织性能的影响规律,主要研究了加热温度和保温时间对铝硅镀层热成形钢的硬度、微观组织、镀层厚度和镀层成分的影响。结果表明,当加热温度不大于 900 ℃ 时,铝硅镀层热成形钢的硬度随着保温时间的增加而增加;当加热温度大于 900 ℃ 时,铝硅镀层热成形钢的硬度随着保温时间的增加而下降。当加热温度为850~930 ℃,保温时间为 4、8 min 时铝硅镀层热成形钢的微观组织在模具淬火冷却过程中均转化成为马氏体。在相同加热温度下,铝硅镀层热成形钢合金层的厚度随着保温时间的增加而增大,当加热温度升高至 930 ℃ 时,镀层因氧化而挥发严重,导致镀层变薄,所以铝硅镀层热成形钢的加热温度应控制在 930 ℃ 以下。保温温度升高、保温时间增加导致元素扩散显著,聚集的硅元素含量和面积由于其不断向四周扩散而降低。同时铁元素大量扩散到镀层中,镀层中铁元素含量增加显著。高温下,镀层发生明显的氧化反应,氧化反应促进了微孔洞的形核和长大。     

固溶温度对GH742y合金组织及性能的影响

 研究了不同固溶温度对GH742y合金组织及性能的影响。结果表明：经1 140~1 180 ℃固溶处理后，GH742y合金中一次γ′相全部溶入基体，晶粒度明显长大到3~4级；采用(1 040±10)℃×4 h，AC+1 140 ℃×8 h，AC+850 ℃×6 h，AC+(780±10)℃×(10~16)h的热处理后，获得了均匀细小的γ′相，而且合金的综合性能最佳。     

热处理对GH3128合金接头组织及力学性能的影响

 核能已经逐渐取代化石能源成为新一代能源,作为重要构件的高温气冷堆中间换热器得到了广泛关注。由于GH3128合金具有较好的焊接性、较高的高温抗氧化性能和组织稳定性,有望成为超高温气冷堆中间换热器的候选材料,但基于换热器结构复杂性以及密封性的要求,焊接是其生产和制造的关键成形手段。采用脉冲钨极氩弧焊(GTAW)对GH3128合金2 mm板材进行对接焊,研究了热处理对焊接焊接接头显微组织以及应力的影响。结果表明,在优化焊接工艺参数下,固溶态板材接头表现出最高的强塑性,室温及高温拉伸断裂位置均为母材。由于热轧态与固溶态板材接头热影响区在焊接过程中产生残余应力,导致该区硬化,在高温变形过程中残余应力诱发热影响区μ相析出,对接头持久、蠕变性能造成不利影响。焊后热处理消除了接头热影响区的残余应力,减少了持久、蠕变过程中μ相的析出,接头持久寿命得以改善。在1 200 ℃下,残余应力可为焊后热处理过程中静态再结晶提供激活能,接头热影响区发生再结晶,硬度下降,接头塑性变形能力不协调,导致室温拉伸与950 ℃拉伸断裂位置均为焊接接头。对固溶态板材试样进行不同的焊后热处理,EBSD扫描结果分析发现,接头经过1 100 ℃×10 min热处理后,残余应力明显消失,温度升高至1 140 ℃后,热影响区开始发生再结晶。     

TC4钛合金线性摩擦焊接头组织及性能研究

采用XMH-160型线性摩擦焊机焊接TC4钛合金板材,观察了焊接接头形貌及焊缝组织,测试了焊接接头的力学性能.结果表明,TC4钛合金适于采用线性摩擦焊接,焊接接头的室温拉伸性能、冲击韧性和高周疲劳性能不低于母材.其线性摩擦焊接头大致可以分为焊缝区和塑性变形区两个区域,焊缝区域原始组织被破碎,晶粒细小;塑性变形区域原始片层组织被压扁拉长,与焊接振动方向呈近平行的流线状.