高强铝锂合金激光焊接研究进展

铝锂合金被认为是一种很有发展前途的航空航天轻质结构材料,而激光焊接是实现铝合金结构优质、高效连接的一种先进方法.铝锂合金比常规铝合金具有更高的氢气孔敏感性,焊接时极易产生氢气孔;进行激光深熔焊接时,焊接过程的不稳定也可能导致小孔型气孔产生.铝锂合金属焊接时也存在焊接热裂纹问题,这主要与合金元素及焊接凝固过程有关.接头显微组织、焊接成形及焊接缺陷的存在均会影响接头的力学性能.介绍了铝锂合金激光焊接现状,重点讨论了铝锂合金激光焊接过程中气孔和裂纹的产生与防止、焊接接头的显微组织和力学性能.最后,介绍了2060-T8和2099-T83新型高强铝锂合金T型接头双光束高亮度固体激光焊接的最新进展.     

高氮无镍奥氏体不锈钢薄板TIG焊接头组织形貌及性能

用合金焊丝对自制的高氮无镍奥氏体不锈钢薄板进行了TIG对焊焊接,并对部分试样进行了焊后固溶处理。采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对接头及固溶处理接头的组织形貌和相组成进行观察分析,并作显微硬度和抗拉强度检测。结果表明,接头中没有明显的热影响区,且焊缝及熔合区不会出现氮孔,接头组织主要为奥氏体。固溶处理后焊接接头显微硬度值达HV390,抗拉强度达930 MPa。     

固溶处理对7075超硬铝焊接接头组织及力学性能的影响

采用ER5356焊丝在TIG焊下对5mm厚的7075-T6超硬铝进行焊接,对在不同焊接工艺下获得的焊接接头进行性能检测和组织分析,确定最优的焊接工艺参数。然后对试件进行固溶处理,选取4个固溶温度、3个固溶时间进行试验,通过宏观形貌和金相观察、扫描电镜观察、X射线衍射分析、拉伸实验和硬度测量,研究不同固溶参数下焊接接头组织及性能的变化规律。结果表明,通过焊接工艺性分析确定最佳焊接电流为110A,焊后固溶处理最佳参数匹配为焊接电流110A、固溶温度480℃、固溶时间45min,得到的焊接接头显微组织得以改善、组织力学性能较好,即晶粒组织大小均匀,析出相弥散分布在基体和晶界中,从而使更多的元素溶入基体和晶界。     

搅拌摩擦焊研究最新进展

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding．简称FSW)是一种新型固相连接工艺．它不仅能实现其他连接方式能够实现的接头，且能实现在熔焊条件下焊接性能差、易产生焊接缺陷的材料的连接，如高强铝合金、铝锂合金，使焊接接头的性能大大提高．本文分析了近年来搅拌摩擦焊技术的发展和最新进展，涉及搅拌摩擦焊机理即塑性流体运动情况适用母材、力学性能和焊接工具．     

固溶时效处理对AZ91镁合金焊接接头组织性能的影响

为了明确热处理工艺对AZ91镁合金焊接接头组织性能的影响规律,进行了固溶时效处理工艺(T6)优化设计,确定了焊接接头的最佳热处理工艺.热处理后分别采用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验机等对焊接接头的显微组织和力学性能进行了分析.结果表明,固溶处理可以提高焊接接头的抗拉强度与塑性;T6处理使其显微硬度提高,塑性下降,但焊接接头的综合力学性能得到提高.AZ91镁合金固溶处理的最佳工艺条件为420℃×15 h,其抗拉强度为283.22 MPa;最佳时效工艺条件为200℃×10 h,其抗拉强度为300.92 MPa.     

新型含铝合金

有下一代飞机用材之称的铝锂钪合金在俄罗斯得到迅速发展。首先在铝锂合金中加钪合金化的是１４２１和１４６０。其强度与焊接性能远高于１４２０及１４５０合金。近年在铝锂合金中加钪又加锆的有１４２３、１４２４为铝锂镁合金，用作焊接和铆接结构，其重量轻、抗蚀性高，冶金及机械制造复杂，可减重１２％～１５％。１４５１和１４６１为铝锂铜系合金，用作飞机高承力构件，１４６１可焊，有良好的高低温综合性能。（ZK．０２３９）新型含铝合金     

稀土元素及时效工艺对1420合金组织和性能的影响

研究了稀上元素对１４２０铝锂合金在不同时效状态下的力学性能和显微组织的影响，并与不含稀土元素的１４２０合金进行了比较。结果表明：添加微量稀土元素可以阻碍合金的再结晶，细化再结晶晶粒，并促进δ＇相在时效过程中的弥散析出。采用４６５℃固溶，２％预拉伸变形后经１７０℃，２～６ｈ时效，可使含微量稀土元素的１４２０合金获得较好的强度塑性。     

WDB620低碳微合金贝氏体无缝钢管焊接工艺研究

本文针对WDB620低碳微合金贝氏体无缝钢管,分别采用J507和J707Ni焊条通过选取不同的预热温度,焊接工艺参数,焊后热处理进行焊接试验,并进行了显微组织、力学性能、压力测试、接头探伤检验与分析。结果表明：WDB620低碳微合金贝氏体钢管采用J707Ni焊前预热,焊后回火,石棉保温缓冷等焊接工艺,利于焊缝金属和母材组织的过渡,着重解决了传统焊接冷却后产生延迟裂纹的倾向及接头性能不达标的缺陷,实验也说明适合的焊条型号,合理的焊接参数设置,正确的焊接工艺操作,适宜的焊后热处理工艺,对提高焊接性能和优化焊缝组织有显著效果。     

焊后热处理对高温合金异种材料焊接组织的影响

针对含有较多合金元素的镍基单晶高温合金熔焊焊接性能较差的问题,采用扫描电子显微镜、背散射衍射分析和显微硬度仪等手段,研究了镍基单晶高温合金DD8和钴基等轴晶K640M的氩弧焊焊接显微组织特征.结果表明,焊接后接头形成定向柱晶区、熔合区和母材区.对实验合金进行焊后热处理后发现,熔合区和定向柱晶区中γ相发生长大,且Co等元素的分布趋于均匀,焊接残余应力的存在导致个别位置出现再结晶现象.热处理前后接头内显微硬度无明显变化.     

随焊锤击对LY12CZ焊接接头显微组织的影响

为克服冶金手段防止焊接热裂纹存在的不足,从力学角度出发,提出了随焊锤击的焊接新工艺,采用高热裂敏感性材料LY12CZ薄板作为研究对象,在自行研制的变拘束度试验夹具上进行焊接试验,并对不同工艺条件下焊接接头的显微组织进行了研究。试验结果表明：随焊锤击工艺能够有效地降低焊接热裂纹倾向,明显细化焊接接头部位的晶粒,大大改善LY12CZ焊接接头的显微组织,通过对焊件采用强拘束,减轻随焊锤击过程中溶池过分震荡现象,可以收到更好的试验效果。     

Microstructural morphology of the semi-solid high carbon steel T12 before and after rheo-rolling

The semi-solid high carbon steel T12 was rolled in a closed box groove under a certain condition by the rheo-rolling equipment, and the microstructural morphology of the semi-solid T12 before and after deformation was investigated by optical microscope to analyze and summarize the microstructure evolution law of T12 deformed in semi-solid state. The experiment results show that the grain shape before deformation of the semi-solid T12 steel displays globule or ellipse by the electromagnetic stirring,the distribution of solid and liquid phases is homogeneous. But the microstructure of semi-solid product after rheo-rolling exhibits macrosegregation that the distribution of liquid and solid phases changes, the liquid phases divorce from the solid phases. In the transverse section, most of the solid phases get together in the center of the specimen, the liquid phases flow to the surface or the edge of the specimen, and the grains occur plastic deformation while reduction increased. In longitudinal section, the middle microstructure of the specimen is more homogeneous than that at the head or tail, the head microstructure is similar to the tail and the size of the grains is not homogeneous.     

CeO_2原矿制备含Ce稀土镁合金的组织和性能

将一定比例CeO2和精炼剂混合,在精炼过程中溶入到AM50镁合金中,制备成含Ce稀土镁合金。结果表明,当稀土的添加量为0.8wt%时,晶粒细化程度达到最大,有较多的Al11Ce3相析出,镁合金的抗拉强度和延伸率性能达到最好;当超过0.8wt%时,晶粒开始粗化,有更多的针状Al11Ce3相析出,镁合金力学性能会从高点下降。     

7715D高温钛合金的电子束焊接

采用电子束焊接方法研究了7715D高温钛合金的焊接性能。焊接结果表明:焊接接头成形良好,焊接接头抗拉强度达到983 MPa,断口部位位于热影响区;焊缝和靠近焊缝的热影响区的显微组织均为典型的网篮状,母材显微组织为块状初生α相和β转变组织构成的双态组织。     

热循环峰值温度对2091Al－Li合金焊接HAZ显微组织和拉伸性能的影响

研究了焊接热循环峰值温度对２０９ｌＡｌ－Ｌｉ合金焊接ＨＡＺ显微组织和拉伸性能的影响。采用热模拟机模拟ＨＡＺ焊接热循环，对模拟试件进行拉伸试验、显微组织观察及断口分析。结果表明：随着峰值温度上升，焊接ＨＡＺ强度下降，而延伸率增高。     

Mg/Al固相连接接头扩散界面区的显微组织

为了得出铝镁固相连接的最佳工艺参数,获得组织性能较好的连接接头,采用固相连接技术对Mg/Al异种材料进行焊接.利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、能谱分析仪(EDS)和显微硬度计对扩散界面附近的显微组织、元素分布及硬度分布进行分析,并应用XRD对接头组成相进行了分析.结果表明:界面区形成了显著的新相化合物层,即生成了Mg2Al3、Mg17Al12等脆性金属间化合物,扩散反应区显微硬度范围为HV 280~HV 350,在加热温度为440℃条件下,施加压力为800 N时,组织性能较好,并且保温时间越长,获得的接头组织性能越佳.     

T4处理后AZ91镁合金焊接接头组织演变规律

为了明确固溶(T4)处理工艺参数对AZ91镁合金焊接接头组织演变规律的影响,需要进行T4处理优化设计,确定最佳热处理工艺.热处理后分别采用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验机对焊接接头的显微组织和力学性能进行分析.结果表明,T4处理可以改变接头的组织形态,影响第二相β-Mg17Al12的位置,增大晶粒尺寸,特别是粗晶区;较为合理的T4参数可以提高抗拉强度,提高塑性,降低硬度;AZ91镁合金固溶处理的最佳工艺条件为420℃×15 h,抗拉强度为274.28 MPa.     

钎焊温度对SiC/YG8接头微观组织的影响

在保温时间为5min、钎焊温度为940~990℃条件下,采用CuMnNi钎料钎焊SiC陶瓷与YG8硬质合金.利用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪对接头的微观组织进行分析,研究钎焊温度对接头微观组织的影响.结果表明:在靠近SiC一侧生成一层带状反应层,主要由Cu基固溶体、硅化物、碳和碳化物组成;焊缝主要由基底Cu基固溶体以及Mn、Si、Co、Cu、Ni元素形成的化合物组成.随着钎焊温度的增加,焊缝的宽度减少,焊缝中心的Cu基固溶体基底减少,而化合物相增多.     

等离子堆焊镍基合金粉末的组织与性能

为了提高核电成套设备的阀体性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针显微分析仪和能谱仪分析了堆焊层的组织形态和成分分布,利用显微硬度计测量了堆焊层的硬度,利用磨损试验机分析了堆焊层的耐磨性.结果表明,堆焊层主要由过共晶组织组成,从熔合线到堆焊表面堆焊层组织依次为平面晶生长区、亚共晶组织区、共晶组织区和过共晶组织区.堆焊层金属相由γ-Ni、CrB、Cr_2B、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6组成,初晶相由硼化物(CrB或Cr_2B)和碳化物(Cr_7C_3或Cr_(23)C_6)组成,而共晶组织主要由富(Ni,Fe)奥氏体固溶体或富Ni奥氏体固溶体组成.堆焊层表面平均硬度达到50 HV以上,约为基体硬度的3~5倍,与母材相比堆焊层的耐磨性约提高了9倍.     

Effects of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of ZA84 magnesium alloy

The effects of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of ZA84 (Mg-8Zn-4Al-0.25Mn) alloy were investigated. The results indicate that the as-cast microstructure of the alloy is mainly composed of α-Mg matrix and two different morphologies of precipitates (continuous and quasi-continuous Mg32(Al,Zn)49 phases and isolated Mg5Al2Zn2 phases). After solid solution treatment at 345°C, the Mg32(Al,Zn)49 phases change from continuous and quasi-continuous net to disconnected acute angle shape,...