焊后热处理对TC4钦合金线性摩擦焊接头组织和性能的影响

在前期焊接试验参数优化基础上,通过自行研制的线性摩擦焊机焊接了两组TC4钛合金试件,其中对一组试件焊后进行630℃x3h的热处理,然后对焊态和热处理态焊接接头的组织和力学性能进行了对比分析.结果表明.焊态下接头组织更为细小;热处理态接头组织中析出了次生a相,且晶粒发生球化长大现象,接头组织更加均匀.对两种接头在室温和400℃条件下进行拉伸试验,接头拉伸断裂位置均在母材处,且室温拉伸条件下热处理接头的抗拉强度和屈服强度均较焊态接头的高,高温拉伸条件下两种接头拉伸性能相差不大.400℃、570MPa条件下两种接头的持久时间均超过100h.     

焊后热处理对TA15钛合金线性摩擦焊接头组织和性能的影响

采用前期优化的工艺参数,通过自行研制的线性摩擦焊机焊接TA15钛合金试件,焊后对部分试件进行600℃×3 h的热处理,并对焊态和热处理态组织与力学性能进行对比分析。结果表明,焊态条件下接头组织更细小,为亚稳态组织;热处理态接头组织中析出了次生α相,且晶粒发生球化长大现象,接头组织更加均匀。对两种接头在室温条件下进行拉伸试验,接头拉伸断裂位置均在母材处,且热处理接头的抗拉强度和屈服强度均较焊态下要高。热处理后接头的疲劳强度明显提高。     

不同焊后热处理对铬钼耐热钢室温冲击韧性的影响

试验对铬钼耐热钢焊接接头进行三种不同的焊后热处理(690℃×1 h,690℃×8 h,730℃×2 h),采用扫描电镜、显微硬度计等设备观察焊接接头的显微组织类型、冲击断口形貌,探究其室温冲击韧性出现差异的原因。结果表明,耐热钢焊接接头焊态的金相组织由M-A组元和尺寸较小的铁素体组成,而其焊后热处理态的显微组织由块状铁素体以及碳化物组成;碳化物的析出导致铁素体亚晶粒尺寸减小、屈服强度和硬度降低,从而推迟解理断裂的发生,这是焊接接头730℃×2 h热处理后冲击韧性较高的主要原因。     

6061-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织与力学性能

针对6 mm厚6061-T6铝合金板材,在主轴转速800 r/min,焊接速度150 mm/min参数下实现双轴肩搅拌摩擦焊接,并对一部分试件进行焊后热处理。对焊态试件和焊后热处理试件同时进行金相试验、拉伸试验和显微硬度试验对比分析。在焊态下,接头平均抗拉强度为203 MPa,达到母材的64%,接头在焊缝区32 mm的宽度区域内显微硬度出现不同程度的下降,显微硬度分布呈"W"型;接头经焊后热处理后,焊态下溶解消失的强化相重新析出,使接头组织重新得到强化,热处理态接头平均抗拉强度为292 MPa,达到母材的92%,整个焊缝区显微硬度均得到提高,焊态下"W"型显微硬度分布规律消除。     

Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金电子束焊接接头的组织和性能

对Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金的电子束焊接接头的组织和性能进行了研究。焊接接头熔合区由B2相柱状晶和分布在上下边缘的少量枝状晶组成,并且沿中心轴对称分布。对焊接接头进行了850℃/2 h/AC(时效)与980℃/2h+850℃/24 h/AC(固溶+时效)两种热处理,时效态接头熔合区的B2相中析出了大量针状O相,而固溶+时效态熔合区的O相更为粗大,且α_2相重新形成。两种热处理后接头的室温拉伸性能相近,但在高温下时效态接头的强度稍高。固溶+时效态接头的650℃持久寿命高于时效态,失效模式均为沿晶断裂。     

TC17钛合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能研究

研究了TC17钛合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能.研究表明,焊接接头由熔合区(FZ)、热影响区(HAZ)和母材区(BM)组成.焊态下,FZ由b柱状晶组成,HAZ由针状a/a'相、等轴a相和亚稳态b相组成.在630~800℃范围焊后热处理后,FZ和HAZ中的亚稳态b相分解,生成a相和b相,随着焊后热处理温度的升高,FZ和HAZ中的a相板条厚度增加,晶界a相发生粗化.焊态和800℃,2 h,A.C.焊后热处理条件下,FZ在450℃高温拉伸过程中会析出次生a相板条,导致熔合区抗拉强度升高,屈强比降低.焊接接头的拉伸断裂优先发生于屈服强度低的区域,接头各区域屈服强度相差不大时,最终断裂发生在硬度较低的区域.TC17钛合金电子束焊接接头的最佳焊后热处理制度为630℃,2 h,A.C.,此时焊接接头具有良好的拉伸强度和塑性匹配.     

钛合金激光填药芯焊丝接头组织性能

通过激光填丝焊接方法并采用自主开发设计的钛合金药芯焊丝,进行TC4钛合金板的焊接,对获得的焊接接头进行850℃保温2 h后随炉冷却退火工艺处理,并与焊态焊接接头的组织性能进行比对分析,结果表明,热处理态焊接接头焊缝中由α_p相、α_s相集束及点状分布的残留β相构成,没有发现焊态焊缝中的α’马氏体组织;热处理态焊接接头强度降低但断后伸长率和常温冲击韧性增加;热处理态焊接接头拉伸断口由大量撕裂唇包围,韧窝深且均匀,呈微孔聚合韧性断裂.通过XRD测试发现焊态焊缝中主要由α’马氏体组成,还有少量极弱的多角度α相衍射峰,而热处理态焊缝中α相衍射峰中心角度位置与焊态焊缝中α’马氏体一致,另外还发现了较为明显且尖锐的β相(110)衍射峰.     

焊后热处理对T91钢TLP连接接头组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜对热处理前后T91钢管TLP连接接头的组织、主要元素分布、拉伸断口形貌进行分析;利用电子万能力学试验机、夏比摆锤冲击试验机、显微硬度计对接头热处理前后的力学性能进行测定及分析。结果表明,焊态下,T91钢焊缝金属为未充分扩散的中间层,显微硬度较高,约为348 HV0.5;母材为马氏体+残留奥氏体。经焊后热处理,焊缝与母材组织相似,均为回火马氏体;焊缝硬度值与母材区相近,约为223 HV0.5;另外,焊后热处理接头室温抗拉强度及冲击吸收能量增大,分别为660 MPa和52 J;180°弯曲试验试样完好。焊后热处理前T91钢焊接接头室温拉伸断口形貌为河流花样及扇形花样,属于脆性断裂,经热处理后T91钢焊接接头室温拉伸断口形貌为等轴韧窝,为韧性断裂。     

焊后调质对30CrMo合金钢摩擦焊接头组织及性能的影响

文中对30CrMo轮对空心轴与三爪盘摩擦焊接头进行焊后调质(淬火+回火)热处理,研究了接头分别在焊态和焊后调质态时的组织形貌和力学性能(拉伸、弯曲、冲击、硬度),以确定焊后调质工艺对30CrMo摩擦焊接头性能的影响。研究结果表明:经调质处理后的30CrMo合金钢摩擦焊接头抗拉强度和屈服强度有较大提升,分别达到了母材的69%和65%;无论是室温还是-40℃,断后伸长率和收缩率变化不大,调质后接头各部位试件强度均达到27 J以上;冲击断口在焊缝区呈准解理,在热影响区和母材呈韧窝密集的混合型断裂,较焊态接头其冲击性能提高显著。     

稳定化热处理对347H不锈钢SMAW焊接接头性能影响

对347H不锈钢采用了SMAW焊接方法焊接,焊后进行了900℃稳定化热处理,并对焊接接头进行拉伸、弯曲、冲击、晶间腐蚀分析、显微组织、硬度试验。为了对比试验数据,又进行了347H不锈钢SMAW焊接接头的焊态和固溶热处理后的力学性能试验以及347H不锈钢GTAW焊接方法的稳定化热处理试验。试验后,对试验结果进行了综合分析,并针对347H不锈钢在高温工况服役的设备,进行了焊后稳定化热处理讨论。     

不同热处理制度下1Cr11Ni2W2MoV闪光对焊接头的组织与性能

针对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢开展闪光对焊试验,研究不同焊后热处理制度对其焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明:采用闪光对焊方法焊接1Cr11Ni2W2MoV,能够获得优质的焊接接头。1Cr11Ni2W2MoV闪光焊焊态下焊缝组织为马氏体和少量的δ铁素体组织,焊接接头具有较好的拉伸性能,但塑性和韧性较差。经过淬火+回火热处理后组织表现为回火索氏体组织,焊接接头的抗拉强度、塑性和韧性等性能均得到改善。在1000℃油淬+570℃回火状态下,焊接接头具有良好的综合力学性能。     

焊后热处理对铝锂合金电子束焊接头组织与性能的影响

对2090铝锂合金电子束焊接头进行焊后热处理,热处理工艺为530℃固溶0.5h+190℃时效12h。结果发现,焊接接头的抗拉强度由焊态下的331MPa提高到热处理后的415MPa,焊后热处理使接头的强度大大提高。金相组织观察表明,铝锂合金电子束焊接头经过热处理后焊缝晶粒形貌由焊态下的等轴树枝晶转变成等轴晶,并且在晶粒内部和晶界处析出细小的强化相。XRD相结构分析显示接头焊缝中的强化相主要为δ′(Al3Li)、T1(Al2CuLi)、β′(Al3Zr)等。TEM观察证实,热处理后2090铝锂合金接头焊缝中析出了多量的球状δ′相和针状T1相。拉伸断口分析表明,铝锂合金电子束焊接头在焊态下为带韧窝的穿晶断裂,经过热处理后接头断裂模式转变为沿晶断裂。     

Inconel740H镍基合金与Haynes282镍基合金的焊接接头组织和力学性能

采用热丝TIG焊方法对Inconel740H镍基合金与Haynes282镍基合金异种材料进行焊接,并对采用Inconel Filler Metal740H镍基合金焊丝和Haynes 282 Wire镍基合金焊丝两种不同焊接填充金属分别经过两步时效强化热处理(1 010℃/2 h/空冷+788℃/8 h/空冷)和一步时效强化热处理(800℃/4 h/空冷)后的接头拉伸性能、弯曲性能、硬度和微观组织进行对比分析。试验结果表明,焊接接头的抗拉强度均大于1 035 MPa,弯曲试验均合格,焊接接头的硬度均大于314 HV。焊接接头金相组织检验合格,焊缝组织均为奥氏体,焊缝内的晶界处均存在细小的碳化物析出,未发现有害相的析出。     

12Cr1MoVG焊接接头高温短时拉伸及可靠性评价

分别对焊态和焊后热处理(PWHT)的12Cr1MoVG钢焊接接头进行300~600℃高温短时拉伸试验,根据该试验结果可以推算出接头的持久强度。结果表明,随测试温度的升高,两种接头的高温短时拉伸强度降低,伸长率升高。断口形貌分析表明接头的断裂机制由剪切断逐渐过渡到正断。焊态接头的高温短时拉伸强度均高于PWHT态接头。510℃时,焊态及PWHT态接头的持久强度下限(σ105783)分别为61 MPa和86 MPa,均大于某电站锅炉的额定蒸气压力(30.35 MPa)。PWHT态12Cr1MoVG钢接头具有较高的持久强度,因而具有更高的服役可靠性。     

FGH98合金惯性摩擦焊接头显微组织与力学性能

采用惯性摩擦焊连接FGH98合金,研究了热处理对FGH98合金惯性摩擦焊接头显微组织以及力学性能的影响。结果表明,原始态焊接接头焊合区主要由γ 和 γ′ 两相组成,γ′相在焊接过程中发生了回溶,残余γ′相尺寸和数量均明显降低,经过热处理后,焊合区晶粒尺寸、残余γ′ 相的尺寸和数量未发生明显变化;原始态焊接接头的焊合区的硬度值最高,在焊合区的中心区域存在硬度降低的现象,热处理态焊接接头显微硬度整体分布相比原始态硬度值未发生较大变化;焊接接头室温拉伸的断裂位置在母材区,屈服强度大于1 130 MPa,达到母材的93%以上;抗拉强度大于1 616 MPa,达到母材的99%以上;750 ℃拉伸的断裂位置在焊缝区,屈服强度大于1 025 MPa,达到母材的99%以上;抗拉强度大于1 197 MPa,达到母材同等水平。 创新点：(1)采用惯性摩擦焊焊接FGH98镍基粉末高温合金,研究了热处理前后的焊接接头微观组织形貌。 (2)结合微观组织分析,对力学性能进行了研究。     

2219T87铝合金焊接接头的常温蠕变行为及其预测

研究FSW和TIG焊两种连接态2219T87铝合金焊接接头的常温蠕变行为,分析焊接工艺和蠕变应力条件对蠕变行为的影响。采用蠕变试验机考察试件300 h内的拉伸蠕变和压缩蠕变性能,并通过实验数据曲线拟合预测焊接件在1×105 h内相应的蠕变量。结果表明:相同应力水平下,压缩蠕变量比拉伸蠕变量小。相对于TIG焊,FSW接头的质量更好(屈服强度更高),其显微组织均匀细小且没有气孔缺陷,因此表现出的抗蠕变能力更好。当服役应力低于其屈服强度时,FSW和TIG焊接态2219T87铝铜合金的1×105 h蠕变量均不超过1%。     

1Cr12Ni3MoVN钢TIG焊接接头的组织与高温性能

1Cr12Ni3Mo VN(S/SJ2)钢是一种含有12%Cr的低碳马氏体不锈钢,在航空发动机中广泛使用。本文对1Cr12Ni3Mo VN钢板材TIG焊接试样进行了高温瞬时拉伸试验、高温持久拉伸试验以及组织分析,研究了焊接接头的显微组织和高温性能。结果表明:拉伸试验时断裂均发生在热影响区的回火区。用TIG焊接1Cr12Ni3Mo VN钢能获得高温性能良好的焊接接头,其焊接接头的高温抗拉强度为766.7 MPa,与母材相当。高温持久拉伸时焊接接头在500℃、负载400 MPa条件下,蠕变寿命为240.71 h,与1Cr12Ni3Mo VN钢母材在同等条件下的蠕变寿命248.56 h相当。母材与焊接接头高温瞬时拉伸试样、高温持久拉伸试样的断口形貌均为浅韧窝形。室温下母材组织为具有良好综合力学性能的回火索氏体,焊缝组织为铸态的板条马氏体。高温瞬时拉伸及高温持久拉伸后焊缝马氏体组织明显长大,但随高温时间的变长组织长大趋缓,其长大程度变化不明显。     

中低温热处理对SUS304不锈钢TIG焊接接头组织及力学性能的影响

轨道交通车辆在冲击振动试验后,部分设备SUS304不锈钢焊接件出现断裂失效现象.为了提升SUS304不锈钢焊后机械性能,采用金相显微镜、扫描电镜、硬度测试及拉伸试验等方法,研究了中低温热处理工艺对2 mm厚SUS304不锈钢板TIG焊接接头的组织及力学性能的影响.研究发现,经400℃热处理30 min及焊接后未处理态焊...     

焊后热处理对12Cr1MoVG/12Cr2MoWVTiB钢焊接接头组织性能的影响

对12Cr1MoVG/12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头焊态及不同热处理温度下(720～770℃)的接头组织、硬度及拉伸、冷弯性能进行了测定.结果表明,随着热处理温度的提高,焊缝组织由回火马氏体+少量颗粒状贝氏体逐步转变为粒状贝氏体+索氏体组织,两侧焊缝硬度差异缩小,组织均匀化程度提高,晶粒有长大倾向.接头强度呈下降趋势,740℃强度下降趋缓,这是由于焊接残余应力得到大幅度释放,同时沉淀相的弥散强化作用增强所致.试验表明,730～770℃保持1 h焊后热处理制度均可满足使用性能要求,以740～760℃保持1 h热处理制度为佳.     

CLF-1低活化铁素体/马氏体钢真空电子束焊接研究

针对中国固态增殖剂试验包层模块(TBM)的结构材料CLF-1低活化铁素体/马氏体钢,开展了真空电子束焊接试验,并在740℃/1.5 h条件下进行了焊后热处理(PWHT)。焊后表面成形良好,无任何表面缺陷。基于焊缝中气孔的形成机理,通过电子束重熔焊接的方法解决了焊后存在大量链状气孔的问题。分析了焊接接头的金相组织、力学性能及各合金元素的能谱分布。结果表明,焊态和热处理态的焊缝金属中主要均由板条马氏体组成,在电子束焊接过程中各主要的合金元素也未烧损,热处理态的焊缝抗拉强度较焊态略有下降,同时韧性有所提高。基于电子束焊接试验,成功试制了TBM模块盖板模拟件。