Ti3Al/TC4异种金属接头电子束焊接金相组织

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TiA1基金属间化合物电子束焊接接头组织特征及断裂形貌

~~TiA1基金属间化合物电子束焊接接头组织特征及断裂形貌@吴会强$哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001 @冯吉才$哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001 @周利$哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001 @于捷$哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001     

TiAl基金属间化合物电子束焊接接头组织特征及断裂形貌

焊接材料: Ti-48Al-2Cr-2Nb     

TiAl金属间化合物电子束焊接头应力场分布特征

采用热弹塑性有限元方法,对TiAl金属间化合物平板电子束焊接接头的焊接应力进行了三维数值模拟,并分析了应力分布状态与裂纹特征之间的关系.结果表明,沿焊缝方向σx为残余拉应力,在焊道中部维持在较高水平,最高拉应力为390MPa.焊道中部横截面σx方向为残余拉应力,在热影响区附近达到最大值415 MPa,σy方向也为残余拉应力,且在距焊缝中心1.9 mm处达到最高值160 MPa左右.在不同焊接热输入条件下接头最高抗拉强度为304.7 MPa,断裂发生在接头热影响区附近,即残余应力最大的区域.     

Cu/Al/Cu层状金属复合材料电子束焊接接头特征

研究了Cu/Al/Cu层状金属复合材料的电子束焊,对焊接接头的表面成形、微观组织、力学性能进行分析。结果表明,采用电子束焊可以实现Cu/Al/Cu层状金属复合材料的有效连接。不同金属层焊缝宽度明显不同,铝层焊缝宽度最大,且铝层金属大量进入顶部和底部的铜层焊缝中。各层母材和焊缝界面均出现了IMCs层,铝层主要是Al2Cu,铜层则主要是AlCu,Al2Cu。在焊缝中心生成大量的块状Al2Cu,均匀分布在α-Al和Al2Cu组成的共晶组织基体中。接头抗拉强度为44 MPa,断口呈现明显的脆性断裂特征,拉伸断裂位置于显微硬度最高的焊缝中心区。创新点： (1)采用Cu/Al/Cu层状金属复合材料代替纯铜在工业领域的应用。(2)采用电子束焊接技术实现Cu/Al/Cu三明治结构层状金属复合材料的焊接。     

镁合金电子束焊接接头微观组织特征

镁合金熔点低、热导率高、线膨胀系数大、表面张力小,焊接后易出现夹杂、脆性相和气孔等.针对以上问题,进行AZ61镁合金真空电子束焊接研究.对优化工艺条件下电子束焊接接头的微观组织、相结构和硬度分布进行了详细分析研究.结果表明,AZ61镁合金电子束焊接接头成形良好,没有明显的热影响区,焊缝狭窄,焊缝为细小的等轴晶,晶粒尺寸5～10μm;焊缝区域主要由细小的α-Mg和Mg17Al12相组成.焊缝硬度高于母材,说明电子束焊接是焊接AZ61镁合金厚板材料的有效方法.     

焊接工艺对高铌Ti3Al合金电子束焊接接头显微组织和显微硬度的影响

利用OM,SEM,XRD,TEM和显微硬度等方法对电子束焊接Ti3Al 高铌金属间化合物接头区域的显微组织特征进行了分析.结果发现:焊缝区域组织主要为有序亚稳态残余β相(B2相),其结晶形态为胞状束晶,焊缝区域存在一定程度的层状偏析;热影响区晶粒长大明显,晶粒的多边化过程不充分;熔合区和热影响区的显微硬度显著高于母材,焊缝中心区在整个焊缝部分硬度最低.     

旋转摩擦挤压合金化法制备Al3Ti金属间化合物

采用自制旋转摩擦挤压合金化设备以纯铝板和纯Ti粉为原材料制备了Al-Ti金属间化合物.利用扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜以及X射线衍射仪对合金化产物的微观组织结构及相组成进行了分析,并对其显微硬度进行了测量.结果表明:原材料Al、Ti在摩擦棒的剪切与强烈挤压力的共同作用下,能够在固态下发生合金化反应,生成Al3...     

TiAl/Ti60电子束焊接接头组织及性能

对 TiAl/Ti60 异种材料进行电子束焊接,研究了其接头成形特点、焊缝组织、热影响区组织及接头力学性能.结果表明,TiAl/Ti60 电子束焊接时,接头的主要缺陷是存在宏观横向裂纹.焊缝组织快速冷却时主要形成的马氏体组织为针片状的α2 相,Ti60侧热影响区为针状α' 相,TiAl 侧热影响区为马氏体形貌.接头焊缝区硬度值较大,且熔合线两侧的硬度分布梯度较大.TiAl/Ti60 常规电子束焊接接头,接头的抗拉强度最大可达到 175.4 MPa,接头强度相对较低.拉伸断裂发生在 TiAl 侧熔合线附近,断裂为脆性断裂,断裂特征为穿晶断裂.

Abstract：

Electron beam welding experiments of TiAl/Ti60dissimilar joints were carried out. Microstructure and mechanical properties were studied. The results show that major defect in TiAl/Ti60 joint during electron beam welding is transverse crack. Weld zone is characterized by acicular α2 plates, HAZ near to Ti60 by acicular α' phase, and HAZ near to TiAl by martensite. Hardness in weld zone is relatively higher, as well as the hardness gradient along fusion line. Fracture during stretching occurs in the region near fusion line. Fracture mode is brittle fracture, which is characterized by transgranular fracture.     

Ti3Al激光焊接接头组织与织构的EBSD分析

采用电子背散射衍射(EBSD)技术对Ti-23A1-17Nb合金CO2激光焊接接头的焊缝、热影响区和母材的组织组成、晶粒大小及形态、晶粒取向和取向差分布进行了研究.结果表明,焊接接头中焊缝和热影响区的组织是B2相,母材由B2相和少量的α2相组成.从母材、热影响区到焊缝,晶粒尺寸依次增大,母材为细小等轴晶,母材内B2相尺...     

深潜器用Ti80电子束焊接接头精细组织结构特征

进行了Ti80大厚板电子束焊接试验,实现了56 mmTi80无缺陷焊接.分析焊缝和热影响区精细组织,结果表明,焊缝上部为柱状晶粒,下部为柱状晶和等轴晶,晶粒内组织为马氏体α相和残余β相.焊缝由上至下高温停留时间逐渐减小、冷却速度逐渐加快,马氏体α相呈长大趋势.热影响区分为靠近焊缝区的Ⅰ区和靠近母材的Ⅱ区.热影响Ⅰ区组织为马氏体α相、初生α相和β相;Ⅱ区组织为初生α相、次生α相和转变β组织.Ⅰ区由于受热影响作用大,其组织更接近于焊缝;Ⅱ区组织则更接近于母材组织.     

Microstructural characterization of electron beam welded joints of TiAl-based intermetallic compound

The feasibility to use election beam welding to join the nominal composition Ti-48Al-2Cr-2Nb (at.%) alloy was assessed. The microstructure characterization and cracking susceptibility of the joints were evaluated by means of OM, SEM, XRD, and microhardness.It was found that the welded microstructure exhibited columnar and     

Microstructure and strengthening mechanism of Ni3Al intermetallic compound

Structural studies have been performed on precipitation hardening found in Ni₃Al-base ordered alloys using transmission electron microscopy. The γ′ phase hardens appreciably by the fine precipitation of disordered γ. The strength of γ′ increases over the temperature range of experiment by the precipitation of fine γ particles. The peak temperature where a maximum strength was obtained shifted to higher temperature. Superlattice dislocations dissociate into fourfold Shockley partial dislocations in a uniform supersaturated solid solution of the γ′ phase. Dislocations are attracted into the disordered γ phase and dissociate further in the particles. At any stage of aging, dislocations cut through the particles and the Orowan bypassing process does not occur even in the overaged stage of this alloy system. When the applied stress is removed, the dislocations make cross slip into (010) plane, while those in γ precipitates remain on the (111) primary slip plane. The increase of high temperature strength in γ′ containing γ precipitates is due to the restraint of cross slip of dislocations from (111) to (010) by the dispersion of disordered γ particles. The orientation dependence of strength is decreased by the fine precipitation of a disordered γ phase.     

Be/Al/Be激光焊接接头显微组织分析

铝为过渡材料,运用激光焊接技术实现了铍与铍激光熔焊连接.采用扫描电镜(SEM)、金相显微镜(OM)、微控电子万能试验压力机及微区X射线衍射仪(XRD)对焊接接头的显微组织、剪切断口形貌、力学性能及相结构进行了试验研究.结果表明,Be/Al/Be激光焊接接头为铝与铍形成类似复合材料的双相组织,接头抗剪强度介于铝和铍的抗剪强度之间,随着焊缝组织铍含量增加,接头抗剪强度呈上升趋势、焊接接头断裂形式由塑性断裂向脆性断裂转变、断口形貌由韧窝断口向准解理断口过渡,焊缝中的金属化合物是导致焊缝失效断裂的主要原因.     

钛合金电子束深熔焊接头的组织及缺陷(英文)

对大厚度钛合金电子束焊接接头的显微组织、相组成和冷隔缺陷进行研究。结果表明,焊缝区组织为马氏体α′相;热影响区由细晶区和粗晶区两部分组成,细晶区组织为初生α相+β相+等轴α相,粗晶区组织为少量的初生α相+针状α′相;母材区组织基本上都是长条状和块状的初生α相,其间分布着少量残余β相。对冷隔的形成原因进行了分析,并提出了预防措施。     

TC4钛合金电子束焊接接头相变的热力学特征

阐明了TC4钛合金电子束焊接接头相变的热力学特征,从热力学角度分析了TC4钛合金电子束焊接接头在不同的热处理条件下形成不同组织结构的机制,为通过改变热处理制度控制TC4钛合金电子束焊接接头相变的方法,提供了理论基础.结果表明,TC4钛合金电子束焊接接头的相变驱动力来源于新相马氏体和母相的化学自由能差,形成的马氏体贯穿整个晶粒,并且其取向呈一定的角度;低于MS点的焊后热处理只能使马氏体长大,而高于MS点的焊后热处理不仅使马氏体长大,还使部分β相成为饱和固熔体,并残留在马氏体片层之间.