2524同质铝合金回填式搅拌摩擦点焊耐蚀性研究

目的 研究2524铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头不同焊接区域的耐腐蚀性能。方法 采用晶间腐蚀实验结合电子扫描显微镜（SEM）及能谱仪（EDS）技术,分析了焊缝处不同区域的微观形貌、腐蚀形貌及腐蚀深度,并对腐蚀机理进行了讨论。结果 搅拌区内的晶粒最为细小,热影响区的晶粒尺寸最大。搅拌区主要为点蚀,最大腐蚀坑深度为2.45 μm;热影响区则发生剥落腐蚀,最大腐蚀深度为45.65 μm。结论 热影响区的耐蚀性最差,腐蚀程度最为严重。     

固溶处理对304/Q245R焊接接头组织及性能的影响

为研究固溶处理对304奥氏体不锈钢和Q245R碳钢异种金属焊接接头显微组织及性能的影响,采用E309-16奥氏体不锈钢焊丝对6 mm厚的304/Q245R板材进行手工电弧焊,焊后使用箱式电阻炉对焊接接头进行固溶处理,对焊接接头进行显微组织观察和力学性能测试.结果表明:相对于固溶处理前,固溶处理后的接头焊缝组织为灰色奥氏体和黑色铁素体,枝晶偏析程度明显降低,Cr、Ni等合金元素分布较为均匀;焊缝和碳钢侧热影响区硬度值均有所提高,最高硬度值为304.59 HV,出现在焊缝位置;接头抗拉强度较高,达570 MPa,拉伸断裂发生在母材Q245R碳钢部位.另外,对焊缝进行XRD测定,未检测到不利于接头性能的相,这表明固溶处理后的异种金属接头性能良好,能够满足工程中的实际需求.     

316L不锈钢焊缝腐蚀微电池的形成机理

为了探究316L不锈钢焊缝腐蚀微电池的形成机理,通过微观组织观察及电化学试验进行了分析。采用扫描电镜(SEM)对焊件三区(焊缝区、热影响区、母材区)的形貌及元素组成进行了观察分析,采用金相显微镜观察微观组织,并确定晶粒度及非金属夹杂物及其分布。结果表明:316L不锈钢焊缝形成腐蚀微电池的倾向与元素组成、非金属夹杂物和晶粒度大小等因素紧密相关;焊缝三区腐蚀电位、腐蚀电流不同,耐蚀性能差异较大,因而腐蚀电位最低的热影响区与腐蚀电位最高的母材区在电解液中比较容易形成腐蚀微电池,且热影响区可视为此微电池的阳极,腐蚀进程较快。     

热弯成形对双相不锈钢弯管焊缝低温冲击性能的影响

某LC65-2205双相不锈钢焊管在热弯成形后进行低温冲击试验,发现弯管焊缝的冲击性能严重降低。采用金相检验、断口分析、热处理工艺验证等方法,研究了热弯成形对弯管焊缝低温冲击性能的影响。结果表明:焊管热弯成形过程中冷却速度较慢导致大量σ相析出,使位错滑移受阻,大量位错聚集在弯管焊缝并造成应力集中,最终导致焊缝的低温冲击性能显著下降。     

汽车高强钢SG1000激光复合焊接力学性能研究

目的 针对汽车高强钢SG1000焊接接头恶化等问题,研究了SG1000激光复合焊接的力学性能。方法 选用等强匹配焊丝MG90-G对高强钢SG1000进行激光复合焊接,对焊接接头进行拉伸和低温冲击韧性试验,并结合扫描和硬度监测等手段对焊缝组织和断口形貌进行分析。结果 由于激光的预热作用,高强钢SG1000激光复合焊接成形件的焊缝美观,焊接过程稳定可靠,焊接熔池深度较大,有效改善了传统焊接的咬边、飞溅、气孔等缺陷。焊缝组织主要由板条马氏体和奥氏体晶粒组成,热影响区的过热区内部板条马氏体和奥氏体晶粒比较粗大,而焊接母材主要为细小的板条马氏体和奥氏体晶粒。焊接拉伸断口主要为细小且较浅的韧窝,且韧窝底部存在第二相粒子及夹杂物,焊接拉伸断口断裂于热影响区且微观形貌为韧性断裂;冲击微观形貌主要由准解理小平面及河流花样组成,且存在一定数量大小不一的韧窝交错分布,焊接冲击断口断裂于热影响区且微观形貌也为韧性断裂。结论 焊缝热影响区的晶粒比非热影响区的晶粒粗大,拉伸和冲击断裂均发生于热影响区;随着激光功率的增大,复合焊接接头的力学性能呈现逐渐增强的趋势;随着焊接速度的增大,复合焊接接头的力学性能呈现先增强后削弱的趋势。高强钢SG1000激光复合焊接最佳工艺参数如下:激光功率为9.5 kW,焊接速度为0.8 m/min,对应屈服强度为1 072 MPa,抗拉强度为1 175 MPa,断裂伸长率为13.5%,冲击断裂吸收的能量为30.8 J、焊缝中心显微硬度为342 HV。     

高频焊管焊缝冲击韧性异常原因分析

为查明J55钢高频焊管焊缝处的冲击功差异较大的原因,对母材,焊接热影响区及焊接区进行了微观分析,结果表明,冲击功低者,其母材,热影响区和焊缝区分别存在较严重的带状组织,粗大的过热组织和夹杂物等。     

车用TRIP590钢光纤激光焊接接头组织与性能研究

为了促进先进高强钢激光焊接技术的发展,采用光纤激光器对1.5mm厚的TRIP590钢板进行焊接,对焊接接头的微观组织、硬度以及拉伸性能进行了研究,分析了焊接速度对组织、性能的影响。结果表明:焊缝组织主要为板条状马氏体,热影响区可分为完全淬火区和不完全淬火区。焊接接头硬度分布不均匀,在热影响区或焊缝处硬度最高。随着焊接速度提高,热影响区马氏体含量增多,贝氏体含量减少,热影响区和焊缝组织变得细小。焊接速度为3~5m/min时,拉伸试样均断裂在母材,断后延伸率均超过30%,随着焊接速度提高,断后延伸率也有所提高,强塑积(PSE)均在20000MPa%以上,拉伸变形过程中相变诱发效应显著,大部分残余奥氏体转变为马氏体,在提高材料塑性的同时也提高了强度,实现了高强度和高塑性的统一。     

杯壶用大口径薄壁钛焊管性能研究

针对Φ102 mm×0.5 mm×380 mm的大口径薄壁Gr.1钛焊管,选取不同的退火制度对钛焊管进行热处理,对比分析钛焊管的力学性能、工艺性能和不同位置的组织和硬度.研究发现:选择合适的热处理制度可有效提高大口径薄壁钛焊管焊缝位置的伸长率,明显降低热影响区、焊缝、母材的硬度差;当再次加工变形率达到35%的时候,焊缝中的锯齿状组织转变为等轴状组织.     

7075高强铝合金激光填丝焊接组织与力学性能研究

采用光纤激光器对4mm厚的7075铝合金进行激光填丝焊接,对焊接接头的显微组织、相结构、断口形貌、力学性能进行观察和分析。结果表明:焊缝(FZ)边缘组织为柱状枝晶组织,焊缝中心为等轴晶组织;热影响区(HAZ)保留了母材(BM)的轧制长条状形态,但晶粒有所长大。母材的相组成主要为α-Al固溶体、S-Al_2CuMg强化相和η-MgZn_2强化相,焊缝无强化相析出。焊缝区硬度值为各区中最低,热影响区显微硬度呈阶梯式增长。焊接速度为2~4m/min的接头拉伸试样均在焊缝处断裂,抗拉强度最大为母材的67.5%。接头拉伸试样均出现了颈缩现象,断口由大量的等轴状韧窝构成,为韧性断裂。     

强动载荷下焊接钢板力学性能及本构模型研究

为研究强动载荷下船用焊接钢板的力学性能。开展了典型船用焊接钢板母材、焊缝和热影响区的准静态拉伸试验、高温拉伸试验及SHPB动态压缩试验,分析了焊接钢板材料在不同应力状态下的力学行为,基于力学性能试验结果拟合了焊接钢板母材、焊缝和热影响区材料的本构模型。结果表明:准静态条件下,与母材相比,焊缝和热影响区材料的屈服强度与抗拉强度偏大,延伸率偏小;高应变率下,热影响区材料抵抗塑性变形的能力明显强于其他两种材料,且随着应变率的增加抵抗塑性变形的能力呈增强趋势;焊接板母材、焊缝与热影响区材料均表现出应变率效应和温度效应;热影响区是焊接板抗冲击性能相对薄弱的区域。建立的Johnson-Cook模型可以描述强动载荷下焊接钢板的力学性能。     

Keyhole gas tungsten arc welding of AISI 316L stainless steel

Keyhole gas tungsten arc welding (K-TIG) was used to weld AISI 316L stainless steel of mid-thickness (thickness ranging 6–13 mm). 316L plates of 10-mm thickness were jointed using an I-groove in a single pass without filler metal. The effects of welding parameters on the fusion zone profile were investigated. The weld properties, including mechanical properties, microstructure, and corrosion resistance, were analyzed. The primary weld microstructures were austenite and δ-ferrite. The tensile strength and impact property of the weld were almost the same as those of the base metal, while the corrosion resistance of the weld was even better than that of the base metal. High-quality 316L stainless steel joints can be realized through K-TIG welding with high productivity and low processing cost. The practical application of K-TIG welding to join mid-thickness workpieces in industry is well demonstrated and an ideal process for welding AISI 316L of mid-thickness with high efficiency and low cost is presented.     

Effect of Hydrogen Charging on the Tensile and Constant Load Properties of an Austenitic Stainless Steel Weldment

The effect of cathodic hydrogen charging on the tensile and constant load properties was determined for an austenitic stainless steel weldment comprising a 304L steel in the solution treated condition as a base metal and a 308L filler steel as a weld metal. Part of the 304L solution treatedsteel was separately given additional sensitization treatment to simulate the microstructure that would develop in the heat affected zone. Tests were performed at room temperature on notched round bar specimens. Hydrogen charging resulted in a pronounced embrittlement of the tested     

Investigation of the mechanical properties of friction-welded joints between AISI 304L and AISI 4340 steel as a function rotational speed

In this study, standard AISI 304L austenitic stainless steel and AISI 4340 steel couple were welded by friction welding process using five different rotational speeds. The joining performances of AISI 304L/AISI 4340 friction-welded joints were studied and the influences of rotational speed on the microstructure and mechanical properties of the welded joints were also estimated. The microstructural properties of heat affected zone (HAZ) were examined by scanning electron microscopy (SEM). The microhardness across the interface perpendicular to the interface was measured and the strength of the joints was determined with tensile tests. The experimental results indicate that the tensile strength of friction-welded 304L/4340 components were markedly affected by joining rotational speed selected.     

316L/S32101异种金属焊接接头的显微组织与力学性能研究

目的 研究乏燃料水池用钢板316L与覆板S32101双相不锈钢的焊接性、接头不同区域显微组织特征及接头与母材之间的性能差异.方法 利用氩弧焊接技术对5 mm厚的316L底板与3 mm厚的S32101覆板以搭接的形式进行焊接,利用金相显微镜、扫描电镜、维氏显微硬度仪和电子万能材料试验机对焊接接头的宏观形貌、显微组织以及力学性能进行研究.结果 316L/S32101焊缝组织主要由铁素体基体、晶界树枝状奥氏体以及晶内细小片状奥氏体所组成;316L侧靠近焊缝处存在一个较窄的熔合区,其组织由奥氏体基体和少许细小分散的铁素体组成,而S32101侧靠近焊缝处组织则由粗大铁素体晶粒和沿晶粒边界分布的若干小块状奥氏体组成.从316L母材区到焊缝区,硬度显著增大,而从焊缝区到S32101母材区,硬度变化很小;焊接接头的抗拉强度高达510 MPa,为两侧316L和S32101母材强度的87.9％和88.6％.结论 在焊接电流为240 A和焊接速度为300 mm/min的条件下,可以通过氩弧焊获得成形良好的搭接接头,且接头的力学性能优异.     

单相组织TWIP钢的扩孔性研究

超高强钢的扩孔性能是冲压成形的重要性质.为评价980 MPa TWIP钢的扩孔性能,本文以单相铁素体IF钢和980 MPa双相钢作为参考材料,用扫描电镜观察了3个钢种的微观组织,并对3个钢种进行了拉伸实验和扩孔实验,采用背散射电子衍射(EBSD)技术分析了拉伸后和扩孔实验后TWIP钢的微观组织.实验结果表明:拉伸前TWIP钢呈现类似于IF钢均匀的单相奥氏体组织,而拉伸后TWIP钢呈现类似于DP钢不均匀的硬质变形孪晶奥氏体和软质奥氏体;扩孔后TWIP钢的开裂位置集中在奥氏体和变形孪晶奥氏体界面;虽然TWIP钢显现出更大的均匀伸长率和加工硬化,但扩孔率明显小于IF钢.TWIP钢扩孔率增加源于早期孪晶诱发塑性(TWIP效应)导致的均匀变形.同时,这种变形机制导致组织中的硬质变形孪晶奥氏体,硬质变形孪晶奥氏体与软质奥氏体匹配(类似于双相钢中马氏体铁素体匹配)将恶化局部变形,阻碍扩孔性能进一步提升.     

焊接热输入对06CuNiCrMoNb钢HAZ组织与性能的影响

研究了热输入对06CuNiCrMoNb钢焊接热影响区不同部位组织和性能的影响,重点分析了粗晶区的韧性与组织之间的关系。结果表明,模拟焊接热影响区没有出现"软化"现象,但是当线能量大于30kJ/cm情况下,粗晶区低温韧性迅速下降。对粗晶区的分析显示,线能量17kJ/cm条件下贝氏体铁素体呈细小板条状,在板条间存在着残余奥氏体薄膜,随线能量的增大,块状的铁素体数量增多,并且出现不规则片状M+A组元。     

粗骨料与钢纤维对超高性能混凝土单轴拉伸性能的影响

为了提高含粗骨料超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)的单轴拉伸性能,采用单轴拉伸试验和图像分析技术分别研究了粗骨料掺量、颗粒粒径对含粗骨料UHPC单轴拉伸性能和钢纤维在UHPC体系中分散性能的影响规律。结果表明,随着粗骨料掺量及颗粒粒径的增大,钢纤维在UHPC体系中的分散系数和取向系数显著降低,含粗骨料UHPC的单轴拉伸初裂强度、裂后强度和耗能也随之减小。根据粗骨料颗粒最大粒径与钢纤维体积分数、直径间的匹配关系式(Dmax=3df/(Vf)0.5),采用纤维混杂可以充分发挥多尺度纤维与具有不同粒径分布的骨料间的分级匹配关系;粗骨料体积分数和颗粒最大粒径分别为10%和10mm时,采用平直钢纤维(直径0.12mm、长度10mm、体积掺量1.2%)和端钩钢纤维(直径0.35 mm、长度20mm、体积掺量1.8%)混杂实现了含粗骨料UHPC的单轴拉伸性能的提升,其裂后强度和耗能分别为8.69 MPa和11.10J。     

激光增材制造钢的后热处理研究现状

激光增材制造为非平衡凝固过程,容易产生组织应力及热应力,出现变形和开裂等现象。通过后热处理,能够达到改善激光增材制造金属构件组织、消除缺陷、优化性能的目的,因此,后热处理制度的优化成为合金钢件增材制造亟待解决的关键技术。针对合金钢的激光增材制造,综述了近年来激光增材制造钢的后热处理工艺的研究现状。选择典型的17-4PH不锈钢及316L不锈钢等增材制造钢,研究不同后热处理规范对组织形态、第二相质点分布的影响;及其相应的热处理前后的拉伸强度及伸长率等力学性能的变化情况。通过热处理规范的合理选择,能够显著改善增材制造钢的组织及机械性能。