薄壁纯钛焊管的性能研究

本文对试制生产的薄壁纯钛焊管的性能进行了系统的研究。结果表明:采用先进的TIG焊接、成型、定径技术,可生产直径25 mm,壁厚0.5 mm的焊管,焊缝质量、表面光洁度、外径尺寸及力学性能均满足换热器及冷凝器用钛管要求。     

TA2薄壁钛焊管在线感应退火工艺研究

对TA2薄壁钛焊管在线感应退火工艺进行了研究,分析在线感应退火工艺对TA2钛焊管的组织和性能的影响,以及同一退火温度、不同成型焊接速度对焊管性能的影响。进行了焊接速度2.8 m/min下未退火和600℃退火,以及焊接速度2.8 m/min、4.6 m/min、6.1 m/min下580℃退火实验。比较分析了同一焊接速度下,未退火和退火的拉伸性能指标变化,以及同一退火温度下不同焊接速度下管材的拉伸性能变化情况。结果表明,对薄壁纯钛焊管进行在线感应退火,可明显提高了管材的塑性,有效降低管材的内应力;退火工艺的选择需考虑焊接速度,同一退火温度下,焊接速度越快,则保温时间越短,管材的屈服强度越高,延伸率下降。     

薄壁钛焊管在双半径孔型与W孔型中成形的特点

宝钛集团有限公司20世纪80年代从美国T&H公司引进的焊管生产线,经过多年的研究和实践,并参考国外先进经验,将原有的双半径孔型改造设计成W型孔型,提高了钛焊管的焊接成品率及管材的表面质量.介绍了双半径孔型与W孔型成形特点,比较了钛带在这两种孔型中成形的纵向变形及横向变形情况,分析了W孔型在钛带边缘成形方面优于双半径孔型的原因.     

低碳钢薄壁焊管液压胀形行为

为了研究焊管液压胀形过程的变形行为,在管材胀形性能测试系统上进行了不同长径比条件下低碳钢(STKM11A)薄壁焊管的胀形实验,获得了焊管的壁厚分布规律、胀形区轮廓形状、极限膨胀率和应变分布规律。结果表明:管材焊缝区的减薄率仅为2.4%~5.5%,等效应变仅为0.05~0.10,变形程度相对母材区较小,主要发生几何位置移动。环向壁厚的最薄点位于以焊缝为中心的对称两侧士30°位置处。随着胀形区长度增大,管材破裂压力、减薄量、极限膨胀率均发生减小,胀形区轮廓逐渐偏离椭圆形,当长径比达到2.0时,已不再适合用椭圆函数描述。此外,胀形区长度增大过程中,管材从双拉向平面应变状态发生转变,在此基础上建立了焊管的成形极限图。     

海水淡化装置中的新型材料——钛焊管

在热法蒸馏技术类型的海水淡化项目中,钛焊管是作为海水淡化设备装置蒸发器和冷凝器的导热管（换热管）及其他需要经常与海水接触的管道的首选材料。本文即主要介绍钛焊管在海水淡化领域中的应用优势,同时也客观阐述目前钛焊管还没有在海水淡化中广泛使用的原因。     

高钢级大口径焊管残余应力的测试方法

针对X80钢大口径UOE,JCOE和SAWH(螺旋缝埋弧焊)三种焊管,研究了盲孔法、切块法和切环法在高钢级大口径焊管残余应力测试中的应用.结果表明:对于这三种管型,通过切环法估算的残余应力与盲孔法和切块法的测试值较为接近,三种方法的结果重合性较好.     

大口径高钢级螺旋埋弧焊管强度测试影响因素分析

针对西气东输二线用大口径高钢级螺旋埋弧焊管,采用两种试样进行拉伸试验.综合分析影响螺旋焊管强度测试的因素,如试样形式、试验方法等.研究结果表明:不同形式试样测定的螺旋焊管管体横向屈服强度值是包辛格效应、形变强化效应及组织等因素综合作用的结果;包辛格效应是影响其屈服强度测试结果的主要因素;测定屈服强度时采用的总伸长量应根据胀环试验测定的管体实际屈服强度值确定.     

辉光等离子渗氮对纯钛铸件表面性能的影响

使用NH3在氮化炉中对纯钛铸件进行辉光等离子渗氮。分别应用X线衍射仪XRD、显微硬度计、扫描电镜、摩擦磨损实验及电化学实验研究等离子渗氮对纯钛铸件机械性能、摩擦学性能、耐腐蚀性的影响。铸造纯钛表面氮化处理后,颜色呈暗金黄色,表面由TiN、Ti2N相及氮在钛中的固溶体α-Ti(N)组成,显微硬度、耐磨性显著提高,在人工唾液中的耐腐蚀性亦明显提高。     

焊接热输入对X80焊管焊缝组织与性能的影响

针对双面螺旋埋弧焊管所具有的先内焊后外焊的焊接顺序特点,以实际焊缝为研究对象,采用焊接热循环理论,利用焊接热模拟技术、现代材料力学性能检测技术和显微分析方法,对X80管线钢内焊缝在不同热输入下的韧性分布规律以及组织特征进行了研究.结果表明:当焊接线能量为17～35kJ/cm时,X80管线钢焊缝粗晶热影响区(WCGHAZ)可获得较好的韧性水平,其中线能量为20kJ/cm时,WCGHAZ可获得最佳韧性水平.当焊接线能量小于17kJ/cm和大于35kJ/cm时,X80管线钢WCGHAZ的韧性水平都有所下降.因此可将17～35kJ/cm的线能量作为X80管线钢外焊缝的推荐焊接工艺规范.     

EB锭焊管用TA2冷轧钛带制备技术研究

TA2薄壁钛焊管具有比强度高、耐腐蚀、生产效率高、换热效果好等优点,被广泛应用于核电、化工、海水淡化等领域。本研究采用短流程、低成本电子束冷床熔炼炉EB扁锭制备焊管用TA2冷轧钛带卷,并对其组织性能进行分析。结果表明:采用EB锭制备的TA2冷轧钛带卷横向强度低、伸长率及表面硬度高,可有效避免焊管弯曲成型过程中表面划伤、磨痕等成型缺陷,满足薄壁焊管使用需求。     

13MnNiMoNbR与00Cr19Ni10异种钢焊接接头的组织与性能

首先将H309L焊丝堆焊在13MnNiMoNbR钢板坡口上,再将堆焊后的13MnNiMoNbR钢板与00Cr19Ni10钢板用H308L焊丝填充焊接,得到了13MnNiMoNbR与00Cr19Ni10异种钢焊接接头,并对接头的显微组织及硬度进行了分析。结果表明：13MnNiMoNbR钢板侧熔合线附近出现了粗大的铁素体组织,形成脱碳层,而H309L焊缝侧的奥氏体堆焊层熔合线附近出现了黑色的非常细小的碳化物析出层;由于碳化物的析出或是固溶碳,使H309L焊缝侧增碳层处的硬度明显升高。     

钛合金热变形机制及微观组织演变规律的研究进展

综述了当前国内外钛合金在热加工过程中的变形机制及微观组织演变规律方面的研究成果.主要讨论了α,α β和β钛合金在β区、α区或α β两相区热变形的流变曲线特征,应力指数和变形激活能参数,α相和β相的变形方式、再结晶和回复以及α β两相组织的球化等组织演变机制及规律.     

TC4钛合金薄板激光焊接头疲劳性能研究

研究了TC4钛合金薄板母材及其激光焊接头的拉伸和疲劳性能.结果表明:与母材相比激光焊接头的强度升高,延伸率下降;拉伸试样均断在母材.激光焊接头的疲劳寿命在低应力水平时高于母材,而在高应力水平时低于母材.在疲劳扩展区,母材为韧性穿晶断裂,熔合区则呈现出韧性和脆性相混合的断裂形貌;在瞬断区,母材由等轴韧窝组成,而熔合区主要为粗大的穿晶解理平面.     

薄壁管壳体环矢挤压缩径工艺仿真分析与研究

目的 针对空心薄壁件在缩径成形工序中力学性质难以观测且缩径成形加工效率较低的问题,提出一种使用18瓣环矢挤压模具进行环矢挤压一次性成形的缩径工艺,并研究了该工艺下薄壁管壳体的弹塑性变形规律。方法 以外径6.3 mm、壁厚2 mm、颈缩宽度1 mm的小尺寸薄壁管壳体（Q255材料）为研究对象,基于Barlat’96屈服准则和M–K沟槽理论,结合L.H.Donnell理论,建立管壳体环矢挤压缩径的塑性微元应力模型,通过ANSYS软件建立环矢挤压缩径工艺有限元模型,并进行数值模拟分析,获得管壳体环矢挤压过程中内壁面和颈缩区厚度方向的应力分布规律;最后进行实验验证,利用千分尺测量外径,采用应力测定仪测量中心位点应力,验证了该工艺下仿真结果的准确性。结论 颈缩区域宽径比越大,缩径成形越远离弹性区;内壁面的应力整体呈凸状分布;卸载后,壁厚方向的残余应力呈从外壁到内壁逐渐增大的线性分布趋势,缩径区中心点最大残余等效应力为319.76MPa,分布在挤压部位的内表面;经实验验证,内壁面中心位点的最大残余应力为183MPa,其与仿真分析结果（202.5MPa）的吻合度高达91.5%,验证了仿真结果的准确性...     

钛合金焊接接头组织性能研究进展

钛合金焊接在航天、海洋、化工等众多领域广泛运用,如何优化钛合金焊接接头组织、成分及分布,提高焊接质量成为人们关注的焦点。总结了不同热处理和填充物对钛合金焊接接头组织和性能的影响:焊后热处理可以稳定组织和调整相的尺寸及分布,提高焊接接头的强度或塑性;合适的填充焊丝和焊缝中焊丝所占的比例,可以在保证接头强度的同时改善其塑性和冲击韧性。最后展望了钛合金焊接和填充物的研究方向。     

Ti700sr高温钛合金TIG焊接接头组织及性能研究

采用TIG焊接方法对Ti700sr高温钛合金板材进行了焊接,研究了接头的组织形貌、硬度分布及力学性能。结果表明,Ti700sr高温钛合金板材焊接后的接头成形良好,焊缝区组织由粗大的柱状晶及细长的针状α相构成,热影响区组织由细针状α和残余β相构成,热影响区析出相得到有效控制,相边界上无明显硅化物析出;焊接热影响区的硬度相对较高,焊缝的硬度相对较低;接头室温抗拉强度约为903 MPa, 700℃高温抗拉强度为397 MPa,焊缝强度低于母材的。     

X70大变形管环焊接头及断裂机制研究

目的基于应变设计大变形管线环焊接头热影响区的软化问题,解决制约管线安装质量和服役寿命等难题。方法通过显微硬度测试、微观组织分析,研究了X70大变形管接头热影响区的软化原因,并利用数字相关法研究了焊接接头拉伸过程中的断裂机制,还对焊接接头热影响区进行了激光增强探索。结果 X70焊接接头热影响区粗晶区的最大硬度损失达HV0.239;软化区最大应变达到37%以上;经过热影响区激光重熔后,X70钢焊接接头抗拉强度可提高10%以上,断裂位置均位于母材。结论 X70焊接接头热影响区粗晶区存在明显的软化;拉伸过程中在软化区出现了明显的应变集中,是X70焊接接头断裂于近缝区的主要原因;焊接接头热影响区粗晶区粗大的粒状贝氏体和铁素体导致了焊接接头热影响区的软化。