硬质合金YG8与D6A异种金属CO_2激光焊接接头组织和性能的研究

利用CO_2激光器对双金属带锯条齿部用硬质合金YG8及背部用超高强度钢D6A进行焊接,通过金相显微镜,扫描电镜(SEM),显微硬度仪,电子显微探针(EPMA)等手段研究了焊后硬质合金YG8与超高强度钢D6A焊接接头组织演变规律,焊接接头合金元素分布,以及不同焊接工艺对异种金属焊接接头组织及力学性能的影响.研究表明,随着焊接速度增大,焊缝中心区等轴晶增多,树枝晶减少,且靠近YG8侧熔合区的等轴晶更细小;各种工艺条件下焊接接头硬度均较母材高,且靠近YG8侧的熔合区的硬度要高于焊缝区的硬度.当焊接功率为3 960 W,焊接速度为9m/min时,焊接接头的性能优良,抗弯强度值达到349 MPa,达到双金属带锯条的焊接性能要求.     

M42/X32异种金属CO2激光焊接接头组织和性能的研究

利用CO2激光器对双金属带锯条齿部用高速钢钢丝M42及背部用高强度钢带X32进行焊接,通过金相显微镜,扫面电镜(SEM),显微硬度仪,电子探针(EPMA)等手段研究了焊后高速钢M42与高强度钢X32焊接接头组织演变规律,焊接接头合金元素分布,以及不同焊接工艺对异种金属焊接接头组织及力学性能的影响.研究表明：随着焊接速度的增大,焊缝中心区等轴晶增多,树枝晶减少,且靠近M42侧熔合边界区的等轴晶更细小;各种工艺条件下焊接接头硬度均较母材高,且靠近M42侧的熔合区的硬度要高于焊缝区的硬度.当焊接功率为2 754 W,焊接速度为14 m/min时,焊接接头的性能优良,抗弯强度值达到112 MPa,达到了双金属带锯条的焊接性要求.     

HRB500E高强度抗震钢筋焊接性能

国内某厂通过铌微合金化和控冷工艺开发试制HRB500E高强度抗震钢筋,采用金相显微镜、维氏硬度计、闪光焊接、疲劳试验机及力学性能测试,对HRB500E钢筋焊接样力学性能、HV5硬度、金相显微组织、焊接接头强度及疲劳强度进行了试验研究。结果表明:焊接前后焊件和母材强度变化小于5 MPa,强度变化不大,焊件拉伸断口远离焊缝,为延性断口,焊接性能良好;在焊接热循环作用下,焊接接头焊缝、热影响粗晶区、热影响细晶区的表层和芯部经历奥氏体化后再结晶,其组织和硬度变化不大;混晶区至母材表层和芯部则经历不完全奥氏体化后的再结晶,母材芯部组织为F+P+B、表层组织为S,表层硬度HV5高于芯部硬度30 HV5,其组织和硬度变化较大;焊接接头的抗拉断负荷从焊缝到混晶区逐渐减小,焊缝和热影响粗晶区的抗拉断负荷比母材的高;采用国际焊接学会推荐的FAT75疲劳设计曲线对钢筋焊接接头疲劳强度设计是安全的。     

Ti60合金板材电子束焊接接头组织性能研究

研究了Ti60合金板材电子束焊接接头的显微组织与力学性能.研究表明,焊接接头熔合区中的显微组织由针状α''相、α相和β相组成,热影响区的显微组织为β相转变组织、针状α''相及部分未溶解的等轴初生α相组成的混合组织.焊接接头硬度呈不均匀分布,焊缝熔合区的硬度最高,热影响区次之,母材区最低.焊接接头的室温和高温拉伸均断裂于母材区,焊接接头处拉伸强度等同于接头处母材区的强度.焊接接头的持久断裂均发生于焊缝区域,接头的持久寿命均>100 h.     

2219铝合金焊缝组织及其对力学性能的影响

针对厚度为4 mm的2219-T87铝合金进行惰性气体钨极保护焊(Tungsten inert gas arcwelding,TIGAW)试验研究,分析焊缝的组织结构及力学性能。拉伸试验结果显示,接头试样平均屈服强度为母材的49.3%,平均抗拉强度为母材的67.8%,断后伸长率为母材的18.5%。测试了焊接试样各区域的显微硬度,测试结果表明焊缝区域硬度高于其他部位,其中熔合线和热影响区之间的显微硬度最低,同时焊接试样的整体区域硬度均比母材低。对焊接试样进行腐蚀试验,发现接头焊缝区抗腐蚀能力明显强于母材。要提高2219铝合金焊接性能,需改进焊接工艺,减少熔合区以及热影响区的粗大晶粒的形成,解决CuAl2相的偏析等问题。     

热处理工艺对Al-12.7Si-0.6Mg合金焊接接头组织性能的影响

采用ER5356焊丝对厚度为6 mm的T6态Al-12.7Si-0.6Mg合金进行平板对接试验,使用交流脉冲TIG单面双道焊缝成形工艺,获得了良好的焊缝成形并且对焊接后材料分别进行了T5和T6态热处理。研究表明:热处理前,焊接接头热影响区内存在软化现象,接头抗拉强度为157.58 MPa,经T5态和T6态热处理后,焊接接头强度分别增至265.34 MPa和308.09 MPa;焊后热处理使熔合区析出的Si颗粒重新固溶到基体中,形成Al-Si固溶体及细小的α-Al枝晶组织,与焊缝区的等轴晶过渡良好,热影响区的显著硬度提高,使断裂位置由热影响区转移至熔合区,接头的抗拉强度和屈服强度大幅度提高。     

双相不锈钢与微合金钢异金属焊接接头的组织及性能

采用ER2209焊丝对双相不锈钢SAF2205与微合金管线钢X65进行熔化极气体保护焊接,获得了具有良好力学性能的异种钢焊接接头.焊接接头不同区域显微组织观察和成分分析表明,微合金钢与不锈钢焊缝间存在异金属熔合区和第二类边界线,熔合区存在Ni、Cr的浓度梯度分布,且硬度高于两侧的焊缝和母材.通过宏观拉伸、缺口拉伸和低温冲击实验测试了焊接接头的力学性能,并获得了接头不同部位在1mol.L-1NaCl溶液中的极化曲线.拉伸试样断裂发生于强度相对较低的微合金钢母材.焊缝金属的缺口拉伸强度和冲击韧性均略低于双相不锈钢母材,但腐蚀电位略高于母材.微合金钢热影响区与母材力学性能相当,腐蚀电位略高于母材.     

不锈钢热轧板材焊接接头的HAZ组织及性能

通过对304及430不锈钢热轧板材焊接接头热影响区(HAZ)的金相观察、无损检测、显微硬度测定、力学性能和晶间腐蚀性能试验,研究经手工钨极氩弧焊(TIG)的304及430热轧板材的HAZ组织及性能,并进行对比分析.结果表明,采用TIG焊接方法和较小的焊接规范,304焊接接头的热影响区奥氏体晶粒较细(7.5～8.0级),显微硬度为376 HV,焊缝与母材熔合良好;430焊接接头的热影响区铁素体晶粒明显长大(约为4.5级),粗晶粒区宽度约为0.7 mm,碳化物析出不多;热影响区的晶界部位受焊接热循环影响发生了α→γ→M相变,生成的M质量分数约占14%;304和430焊接接头的力学性能良好,拉伸断裂部位是焊缝和热影响区;EPR法测定表明,304及430母材和热影响区均没有产生晶间腐蚀.     

AZ31镁合金氩弧焊接接头组织与力学性能研究

钨极氩弧焊(TIG)为镁合金焊接中最常用的一种焊接方法。本文采用直流钨极氩弧焊对6.0 mm厚AZ31镁合金挤压板材进行了双面焊接实验。采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机考察分析了焊接接头显微组织与力学性能。显微组织分析表明,AZ31镁合金直流TIG焊接头由母材、热影响区、焊缝区组成,焊缝组织呈现焊丝熔化后凝固组织;在母材热影响区与焊缝区之间坡口处形成过渡区,晶粒细小,为母材与焊丝的熔合区。采用AZ31焊丝焊接接头平均抗拉强度为241.0 MPa,延伸率为13.8%,分别达到了母材的86.0%和63.6%。焊接接头的断裂均位于热影响区,断口呈现韧脆混合断裂特征。     

5052/6005A异种铝合金激光填丝焊接头组织与力学性能研究

对铝合金6005A与5052进行异种铝合金激光填丝焊,研究了焊接接头的微观组织及力学性能,并对接头断口微观特征进行了分析。结果表明,焊缝中心为等轴晶与树枝晶,铝合金6005A侧熔合线附近存在清晰柱状晶,铝合金5052侧熔合线较为模糊。拉伸时在铝合金6005A侧热影响区断裂。焊接件焊接接头的平均抗拉强度为197.9 MPa,达到铝合金6005A母材抗拉强度的83%。断裂特征为韧性断裂,接头弯曲性能良好。     

Effects of Ce-rich RE on microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-8Li-3Al-2Zn-0.5Nd alloy with duplex structure

The effects of Ce-rich RE on the microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-8Li-3Al-2Zn-0.5Nd-x RE(x = 0, 1, 2, 3 wt%) alloys were investigated. The results indicated that the as-cast Mg-8Li-3Al-2Zn-0.5Nd alloy mainly consisted of α-Mg, β-Li, AlLi, MgLi2 Al and Al2 Nd phases. With the addition of Ce-rich RE in the alloy,Al3 RE and Al2 RE phases generated and gradually grew into net-like or block-like structure. With the addition of RE, Al-RE phases generated by consuming Al element and, thus, less Al element was dissolved in the matrix and less AlLi phase formed. Furthermore, less AlLi phase means that more Li element released to cause the increase ofβ-Li phase and refine the α-Mg phase. Under the influence of these factors, adding more RE led to higher elongation and lower tensile strength and hardness. With the addition of Ce-rich RE, the yield strength and ultimate tensile strength of the as-cast Mg-8Li-3Al-2Zn-0.5Nd alloy gradually decreased from 180 to 152 MPa and from 215 to 193 MPa, respectively, while the elongation was remarkably improved from 21.1% to 40.2%.     

Effects of Sn addition on microstructure and mechanical properties of Mg- Zn-Al alloys

The effects of Sn addition(0, 0.5, 1.0, 2.0 and 3 wt%) on microstructure of Mg-4Zn-1.5Al alloy in cast and extruded states were investigated, and the mechanical properties of as-extruded Mg-4Zn-1.5Al-xSn studied. The experimental results showed that the as-cast Mg-4Zn-1.5Al alloy was composed of two phases α-Mg and Mg_(32)(Al, Zn)_(49), while Sn-containing alloys consisted of α-Mg, Mg_(32)(Al, Zn)_(49) and Mg_2Sn phases, and Mg_(32)(Al, Zn)_(49) was not detected after extruding due to that the most of them dissolved into the matrix during the homogenized treatment. The addition of Sn refined the grains of as-cast and as-extruded Mg-Zn-Al alloys obviously. It was noted that the basal texture intensity reduced with increasing Sn content significantly in as-extruded Mg-Zn-Al alloys. The tensile tests results indicated that Sn addition improve the tensile strength of the extruded alloys,while it had a harmful effect on the ductility. When the addition of Sn was 2 wt%, the ultimate tensile strength(UTS), yield strength(YS) and elongation(ε_f) of the alloy were 280 MPa, 147 MPa and 17.4%, respectively.     

Effect of pre-recovery on microstructure and properties of rolled Al-12.18Zn-3.31Mg-1.43Cu-0.20Zr-0.04Sr aluminum alloy

The independently designed and manufactured ultra-high-strength aluminum alloy Al-12.18 Zn-3.31 Mg-1.43 Cu-0.20 Zr-0.04 Sr was investigated via scanning electron microscopy observations, X-ray diffraction analysis, hardness tests, electrical conductivity tests, tensile tests, intergranular corrosion tests, and exfoliation corrosion tests. The effect of pre-recovery on the microstructure and mechanical properties of this aluminum alloy was also studied. The results show that the pre-recovery heat treatment releases deformation energy, inhibits recrystallization, and decreases the dislocation density. Although the pre-recovery heat treatment has little effect on the hardness, electrical conductivity, and elongation of this aluminum alloy, it can dramatically improve the alloy's tensile strength(the maximum tensile strength increased from 785.0 MPa to 809.2 MPa). Moreover, the tensile properties of this aluminum alloy have a certain degree of isotropy, and the pre-recovery heat treatment does not affect this property. In addition, the rolled aluminum alloy exhibits good corrosion resistance, but the effect of the pre-recovery heat treatment on the alloy's resistance to intergranular and exfoliation corrosion is negligible.     

激光功率对6061-T6铝合金激光填丝焊接头组织及性能的影响

采用激光填丝焊将厚度为2 mm和3 mm的6061-T6铝合金板材进行搭接叠焊,研究激光功率对接头成形质量的影响,分析了接头的显微组织和力学性能。结果表明,增大激光功率可以有效增加热输入量,焊道逐渐宽化,焊缝熔深增加。进一步分析发现,焊缝中心区和热影响区的析出相均为Mg₂Si。硬度试验结果表明,焊缝中心区由于细小等轴晶和析出相的双重作用,硬度远高于母材区与热影响区的。拉伸试验结果表明,接头的抗拉强度随激光功率的增大而升高,激光功率由2.0 kW升高至2.8 kW,抗拉强度升高约39%。     

Fe-6.5% Si合金热轧板焊接接头的组织和力学性能

针对Fe-6.5% Si合金热轧板焊接接头易萌生裂纹的问题,研究了不同氩弧焊工艺对焊接接头显微组织和力学性能的影响规律.研究表明:不使用填充焊丝的TIG焊不适合Fe-6.5% Si合金热轧板焊接,因在焊缝内出现大量显微裂纹;使用工业纯铁焊丝的MIG焊实现了Fe-6.5% Si合金热轧板的良好连接,焊缝表面连续、鱼鳞纹均匀,焊缝内无显微裂纹.稀释硅浓度是改善焊缝区组织和力性的有效方法.优化工艺下的焊接接头在500℃拉伸延伸率5.5%,抗拉强度280 MPa,满足Fe-6.5%Si合金板带制造过程中的温轧工艺要求.     

固溶制度对Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金挤压材组织性能的影响

通过金相组织分析、扫描电子显微镜分析、X射线衍射、硬度、电导率、室温拉伸性能、断后伸长率和抗晶间腐蚀等微观组织观察及性能表征,研究了四种不同固溶制度对Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金微观组织和性能的影响。结果表明：随着固溶温度的升高,合金中的晶粒逐渐变大;当固溶温度低于520℃时,合金中的未溶相的数量和尺寸随着固溶温度的升高而减小;当固溶制度为510℃×2 h+520℃×2 h时,合金中的未溶相开始增多,合金出现轻微过烧,断后伸长率及抗晶间腐蚀性能变差,但抗拉强度最高,达到了490.14 MPa。合金的位错强度和位错贡献值随着固溶温度的升高而减小,合金中的强化效果主要来源于固溶强化和时效析出强化。合金在T6状态下,(490℃×2 h+500℃×2 h)和(500℃×2 h+510℃×2 h)两种不同固溶制度下的抗拉强度和断后伸长率等力学性能和抗晶间腐蚀性能都较优,这两种固溶制度均是适合Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金的固溶制度。     

Sc与Zr对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织及力学性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-9.0Zn-2.8Mg-2.5Cu合金,在该合金的基础上,分别添加不同剂量的Sc,Zr和Sc+Zr得到了一系列合金,利用光学显微镜、万能试验机等设备观察分析其金相组织与力学性能.结果表明:分别添加Sc与Zr时,随着Sc与Zr添加量的升高,所得合金的抗拉强度逐渐升高,延伸率逐渐下降,当Sc与Zr的分别添加量增加到0.15%与0.25%时,合金抗拉强度分别为775 MPa与785 MPa,延伸率分别为9.95%与7.1%;复合添加Sc与Zr时,若Sc含量小于Zr时,随着Sc与Zr添加量的增加,所得合金的抗拉强度先上升后下降,延伸率逐渐下降,当添加量为0.04%Sc和0.1...     

焊后热处理对6082-T6铝合金焊接接头组织和性能的影响

对6082-T6铝合金焊接接头进行固溶+时效和时效两种热处理，研究不同热处理制度对其组织和性能的影响。实验结果表明：未处理的6082-T6焊接接头抗拉强度为225 MPa，断裂位置位于热影响区，接头硬度最低值均在热影响区；经时效处理后的6082-T6焊接接头处强化相分布更加均匀，焊缝区组织无明显变化，熔合区和热影响区组织轻微细化，抗拉强度为264 MPa，断裂位置仍在热影响区，接头硬度最低值均在热影响区；经固溶+时效处理后的6082-T6焊接接头处重新析出细小的强化相，熔合区和热影响区组织有明显的细化，抗拉强度提高到302 MPa，断裂发生在焊缝区，硬度值明显高于未处理6082-T6焊接接头的，硬度最低值位于焊缝区。