梯度热处理对Ti2AlNb/TC11双合金焊件焊接界面显微组织的影响

采用梯度热处理对近等温锻造的真空电子束焊接的Ti2A1Nb/TC 11双合金进行热处理,利用OM对热处理前后的焊接界面组织进行观察分析,研究了梯度热处理对焊接界面显微组织的影响.实验结果表明,梯度热处理前后Ti-22A1-25Nb侧热影响区显微组织变化不大,但热处理后第二相有所球化长大;TC1 1侧热影响区由网篮组织转变为双态组织;焊缝区组织变化明显,大量短棒状、球状第二相弥散析出,且分布比较均匀,这可能是梯度热处理使合金元素均匀分布所致.     

焊接电流对Ti3Al/TC11焊接界面合金元素扩散及显微硬度的影响

采用真空电子束焊对Ti3Al与TC11合金进行连接,研究不同焊接电流时其焊接界面合金元素扩散及显微硬度.结果表明,焊接电流的大小对合金元素在焊接界面上的扩散规律影响很小,均在焊缝和两侧基体交界处存在较大浓度梯度,这是由于焊接结束冷却时产生了粗大的凝固组织和相变且未有充分的能量和时间进行扩散所造成的.无论所采用焊接电流的大小,沿整个试样其焊缝处的显微硬度值均最高;随着焊接电流的增大,TC11侧和焊缝区的显微硬度值基本上增大,而焊接电流的变化对Ti3Al侧显微硬度值影响的规律性不强.     

电子束焊接热输入对Ti-24Al-15Nb-1.5Mo/TC11双合金焊接接头组织和显微硬度的影响

利用OM,SEM,能谱分析和显微硬度等测试方法对Ti-24Al-15Nb-1.5Mo/TC11双合金焊接接头的显微组织特征及硬度进行了分析.结果表明,焊接热输人为135 kJ/m时,焊缝熔合区柱状晶由均匀密集的α'相针状马氏体和少量α相组成,显微硬度平均值为447 HV.焊接热输入增大到150 kJ/m时,熔合区α'相明显减少,焊缝TC11合金侧热影响区的短针状α+β组织变为粗大的长针状组织,Ti-24Al-15Nb-1.5Mo热影响区的β晶粒变得更粗,显微硬度平均值降为402 Hv.这主要是因为增大热输入使焊缝合金元素含量的比例发生变化,并且冷却速度下降使焊缝组织形态和分布改变,最终导致显微硬度降低.合金元素Ti,Al,Nb的含量在焊缝边界发生突变,但在焊缝熔合区达到一个新的平衡.

Abstract：

Microstructure evolution characterization of the Ti-24Al-15Nb-1.5Mo/TC11 dual alloys welded joints obtained on the condition of different electron beam heat input was studied by optical microscope, scanning electron microscope, energy spectrum and micro-hardness analysis. The results show that the energy input have an important effect on the microstructure, grain size, micro-hardness and alloy elements content of welded joints. The microstructure is made up of homogeneous acicular martensite α' phase in fusion zone (FZ) and the average micro-hardness value is 447HV when heat input E = 135 kJ/m is utilized. With heat input increasing to 150 kJ/ m, the number of α'phase decreases in FZ, short acicular α + β phase become coarser in heat-affected zone(HAZ) of TC11, coarse β grains become larger in HAZ of Ti-24Al-15Nb-1.5Mo and the average micro-hardness value drops to 402HV. The result is attributed to the changed content of alloy elements and lower cooling velocity caused by increasing heat input. The content of element Ti, Al and Nb is changed abruptly in the boundary of the joint, but these elements evenly distribute in each zone and hardly diffuse.     

热力耦合作用对TAC-1B和TC11合金焊接界面硬度和显微组织的影响

研究了金属间化合物TAC-1B与钛合金TC11经真空电子束焊接后,在不同规范的热力耦合作用下,焊接界面元素扩散变化趋势和焊缝区的显微组织变化.研究结果表明,直接焊接的试样,焊缝处元素Al、Nb含量发生突然变化;经热力耦合作用后焊缝处元素Al、Nb从浓度高的一侧向浓度低的一侧发生连续的扩散,元素Mo的变化不大.在热模变形20%并经680℃保温12 h,空冷处理后的试样,焊接界面显微硬度最高,HV0.98平均值为3 853.4 MPa.焊缝及焊缝两侧的热影响区内的高倍组织随变形程度增大而逐渐细化.     

热处理对Mg-Zn-Y合金显微组织和显微硬度的影响

本文采用铜模铸造方法制备出的Mg-Zn-Y合金,对所制试样进行两种不同工艺的热处理,并研究热处理对该合金的微观组织和显微硬度的影响。研究发现T6（420℃×24h＋150℃）态和高温退火（550℃×2h）态的合金晶粒中分散着一些小的颗粒相,T6态的絮状组织发生分离、显微硬度降低,而高温退火态合金的显微硬度却有一定程度的升高。     

热暴露对Ti3Al/TC11双合金连接界面组织和拉伸性能的影响

对550℃热暴露50h的Ti3Al/TC11双合金拉伸试样用OM和SEM观察连接界面在近等温锻造、热处理和热暴露后的组织与断口形貌。结果表明:梯度热处理条件下,随着变形量的增加,试样热暴露后室温抗拉强度升高;连接界面上锻造形成的细针状α交织组织在热暴露期间发生分解、粗化,同时焊缝中析出更多细小的球状α/α2相。采用梯度热处理的双合金试样热暴露后强度稍高于经双重热处理的试样,双重热处理试样中Ti3Al基合金热影响区的α2相在热暴露期间发生长大。由于氧化造成表面微裂纹,使得试样直接热暴露性能低于毛坯热暴露性能。从拉伸断裂位置可以看出,断裂主要发生在Ti3Al基合金侧。     

热处理对Mg-5wt%Sn合金组织与显微硬度的影响

研究了固溶处理(460-500 ℃保温1-96 h)加人工时效处理(210-290 ℃保温1-160 h)对Mg-5wt%Sn合金组织演变的影响及组织与显微硬度之间的关系.结果表明,经480℃过固溶处理后,合金中的Mg2Sn相基本溶解,随后的时效处理过程中Mg2Sn相以弥散形式析出.Mg-5wt%Sn合金具有明显的时效硬化特征:经480℃固溶处理后,时效温度采用210℃时,保温96h后显微硬度达到峰值为77.4 HV0.01;时效温度为250℃时,保温16h后显微硬度达到峰值为76.6 HV0.01;时效温度采用290℃时,保温4h后达到峰值为60.2 HV0.01.合适的时效处理制度能明显提高合金的显微硬度.     

热力耦合作用对TAC-B和TC11合金焊接界面硬度和显微组织的影响

研究了金属间化合物TAC-1B与钛合金TC11经真空电子束焊接后，在不同规范的热力耦合作用下，焊接界面元素扩散变化趋势和焊缝区的显微组织变化。研究结果表明，直接焊接的试样，焊缝处元素Al、Nb含量发生突然变化；经热力耦合作用后焊缝处元素Al、Nb从浓度高的一侧向浓度低的一侧发生连续的扩散，元素Mo的变化不大。在热模变形20%并经680℃保温12h，空冷处理后的试样，焊接界面显微硬度最高，HV0．98平均值为3853.4MPa。焊缝及焊缝两侧的热影响区内的高倍组织随变形程度增大而逐渐细化。     

热处理对Ti8LC合金硬度和组织影响

利用光学和扫描电镜观察固溶和时效热处理后Ti8LC合金的微观结构变化规律,分析微观组织的变化与合金硬度之间的相关性,揭示不同热处理方式对其显微组织的影响。结果表明,提高固溶和时效热处理温度,合金组织从片层变为块状结构。固溶处理温度升高,合金的硬度降低。当处理温度为1 000℃时,合金发生相变,形成致密的β相,硬度达到最高。     

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.     

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。     

热处理对激光沉积TC4/TC11组织和性能的影响

通过对激光沉积TC4/TC11钛合金直接过渡件沉积态和热处理态的显微组织、静载力学性能、拉伸断口及显微硬度进行对比研究,探索改善激光沉积TC4/TC11钛合金组织,进而提高综合力学性能的途径。研究结果表明,沉积态试样在970 ℃热处理后α板条的长宽比小于沉积态和退火态,两侧组织均呈现典型的网篮组织特征且更为均匀,晶界α相彻底消失,过渡界面基本消失,使得TC4/TC11组织参数最优化;沉积态、去应力退火和固溶时效(最优热处理参数)热处理后试样的拉伸断口为韧性断口且均断在了TC4侧,其中固溶时效热处理后试样强度没有明显降低,塑性得到显著提高,具有良好的综合力学性能;当热处理温度提高到970 ℃(最优热处理参数),该试样沿着整个过渡界面显微硬度值分布最均匀、差异最小,基体与过渡界面处显微硬度值变化也最小。     

厚壁TC4-DT钛合金电子束焊接接头的微观组织特征

对50mm厚壁TC4-DT钛合金进行焊接试验,通过对接头横截面进行光学显微组织分析和显微硬度测试,研究电子束焊接对该合金微观组织特征的影响。结果表明:TC4-DT钛合金母材显微组织为等轴状初生α相和层片状(α+β)所构成的典型双态组织。焊缝区的显微组织为网篮状马氏体组织α,,焊缝上部粗大的原始β柱状晶界明显,下部原始β晶粒尺寸较小且晶界不明显。热影响区显微组织可分为2个区域,近焊缝热影响区显微组织为少量等轴初生α+针状马氏体α,,近母材热影响区显微组织为等轴初生α+含针状α的转变β组织。2个区域的分界取决于焊接冷却过程的β转变温度。接头焊缝区和热影响区显微硬度偏高,近焊缝热影响区显微硬度达到峰值。另外,不同焊缝深度处显微硬度有差别:随着熔深位置增加,焊缝区的显微硬度呈递增趋势。     

Effect of Heat Treatment on Microstructure and Microhardness of Directionally Solidified NiAl-Cr（Mo）-Hf Intermetallic Alloy

The effect of heat treatment on microstructure and microhardness of directionally solidified (DS)NiAl-Cr(Mo)-Hf alloy is investigated. The results indicate that there is little change in the morphology of NiA1 and Cr(Mo) phases after heat treatment. However, the semicontinuous Heusler phase which is originally located at grain boundaries is partially reduced and fine Heusler particles re-precipitate within NiA1 matrix. Furthermore, NiA1 precipitates coarsen in Cr(Mo) phase and dislocations appear in Cr(Mo) phase. Microhardness of as-grown (DS)NiAl-28Cr-5Mo-1Hf alloy is much higher than that of (DS)NiAl-28Cr-6Mo and basically has no change after heat treatment.     

热处理对Ti650钛合金电子束焊接组织和力学性能的影响

对Ti650合金电子束焊接样品进行了不同制度的热处理,研究了焊后热处理工艺对合金焊接样品的组织和力学性能影响.结果表明,Ti650合金真空电子束焊缝焊后主要以亚稳马氏体a'相为主.经700℃/2hAC退火后,焊缝中马氏体a'相发生近平衡相变a'→a,同时焊缝中析出大量次生短针状a相.经1010℃/1.5hWC+650℃...     

热处理对Ti1300高强钛合金电子束焊接组织和力学性能的影响

对不同原始状态的Ti1300合金电子束焊接样品进行不同的热处理,研究了焊前热处理和焊后热处理工艺对合金焊接样品的组织和力学性能影响。结果表明,焊接前不同热处理对合金焊缝组织和性能影响不大,在焊缝无热处理情况下,焊缝主要由较大尺寸的柱状β晶和亚晶构成,形成的α相极少,并主要分布在稳定晶粒的晶界处,这种组织使得焊缝区的强度和塑性明显低于基体。焊接后无论采取哪种热处理工艺,都无法改变合金焊缝区β晶粒的形态和尺寸,亚晶依然存在。热处理可以调节焊缝区α相的含量、尺寸和形态,但析出的α相的分布总体趋向于在稳定晶界处形成。焊缝区的性能依赖于析出α相的尺寸和数量,当单独在较低温度退火或时效时,焊缝区α相强化效果明显,焊缝强度大于基体,断裂发生在基体。     

热处理对TC4合金组织与性能的影响

研究了热处理对TC4半成品棒材的显微组织，拉伸性能，断裂韧性，裂纹扩展速率的影响，结果表明，经α＋β区固溶处理和β区固溶处理＋（α＋β）区时效处理后的TC合金显微组织分别为球状或条状初生α＋晶间β的双态组织和网蓝组织，双态组织结构具有高的拉伸性能和低的断裂韧性，网蓝组织具有良好的断裂韧性和疲劳性能。