压缩变形及退火对纯铜组织及性能的影响

借助扫描电子显微镜和显微硬度计等手段,研究了压缩变形与退火工艺对纯铜组织和性能的影响,获得了不同变形程度纯铜在不同退火条件下的组织演变和性能变化规律.研究结果表明:晶粒粗大的工业纯铜经室温压缩变形+退火可获得晶粒细小的组织.对于冷变形程度为40％的纯铜,最佳退火工艺为450℃×15 min;对于冷变形程度为80％的纯铜,最佳退火工艺为350℃×15 min,继续升高退火温度和延长保温时间都会使再结晶晶粒不断长大.与冷变形程度40％的纯铜试样相比,冷变形程度80％的纯铜试样退火后晶粒更细小.在本试验条件下,随着退火温度的升高和保温时间的延长,试样硬度总体呈下降趋势.纯铜的平均晶粒尺寸可以由铸态的150μm细化到12.15μm.     

电流对铝合金激光填丝焊接接头组织及性能影响研究

采用激光填丝焊接技术对3 mm厚的6061铝合金进行搭接叠焊,通过送丝系统对焊丝加入直流电流,研究加入电流后焊接接头成形质量及影响机制,分析焊接接头显微组织以及力学性能。结果表明,加入电流后,熔池内产生电磁场,在洛伦兹力作用下形成熔体对流,形成电磁搅拌。随着电流的增大,焊缝表面成形光滑,焊缝熔深增加;焊缝组织在电磁搅拌作用下,晶粒细化,析出Mg₂Si相;加入电流后熔池稳定性增加,焊缝组织成分均匀化,焊缝区维氏硬度趋于稳定;焊接接头抗拉强度和塑性随着电流的增大均提高。电流为150 A时,焊接接头的抗拉强度为304.68 MPa,伸长率为8.77%。     

玻璃包覆纯铜微丝的力学性能

以实验室制备的玻璃包覆纯铜微丝为研究对象,对玻璃包覆纯铜微丝及去除包覆层的纯铜芯丝进行了力学性能评价和断口形貌分析.结果表明:外径45μm、包覆层厚度7.5μm和外径27μm、包覆层厚度6.0μm的玻璃包覆纯铜微丝极限拉伸载荷分别为0.268N和0.237N;纯铜芯丝的拉伸应力应变曲线表现出较低的加工硬化率,屈服强度与抗拉强度比值在0.75以上;纯铜芯丝抗拉强度随直径的减小而增大;直径10μm芯丝的平均抗拉强度可达547.9MPa,延伸率约为2.5%;芯丝断裂模式为滑移延伸断裂.     

SiCp/ZC71镁基复合材料激光焊焊接接头的组织和性能

采用Nd∶YAG激光器对SiCp/ZC71镁基复合材料进行焊接,研究了两种不同焊接工艺条件下激光焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明:在两种焊接工艺下,SiCp/ZC71镁基复合材料都获得了较好的形貌,焊缝完全焊透;焊接接头区域SiC颗粒分布均匀,白色的镁的金属间化合物消失了,没有明显的热影响区;焊接接头的抗拉强度相对母材低,显微硬度高于母材,断裂发生在焊缝区域。     

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。     

纯铜表面纳米化的微观结构演化及其力学性能研究

利用表面机械滚压处理（surface mechanical rolling treatment,SMRT）工艺在纯铜表面制备出梯度纳米结构层,获得了最表层为取向随机的纳米晶粒、亚表层的晶粒尺寸在厚度方向上呈梯度分布的结构层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对微观组织进行表征,研究了晶界、位错、孪晶界等微观结构的演化。通过改变SMART工艺参数,在纯铜表面制备出不同厚度的梯度纳米结构层,对比分析了梯度纳米结构层厚度对纯铜力学性能的影响。结果表明：经SMRT后,试样距表面大约5 μm处的显微硬度高达1.56 GPa,其横截面的硬度随着距表面深度增加呈递减趋势;相比于粗晶铜,SMRT后纯铜的屈服强度提高了2倍多,而塑性损失很少,并且SMRT后纯铜的屈服强度随着梯度纳米结构层厚度的增加而提高。     

搅拌摩擦焊工艺参数对超薄铝合金板/高强钢搭接焊接头组织及性能的影响

采用复合式搅拌头对0.7 mm厚6010铝合金板和2.0 mm厚DP600钢板进行搅拌摩擦搭接焊,在不磨损搅拌头的同时获得了性能优良的焊接接头。研究了不同焊接工艺参数对铝合金/高强钢焊接接头界面结构及力学性能的影响。结果表明,在搅拌针未进入钢板的情况下,顶锻力是搅拌摩擦焊过程中的关键参数,存在一个实现铝合金/高强钢异种材料搅拌摩擦搭接焊的最小顶锻力。在恒定顶锻力5.0 kN,转速1 200 r/min的焊接条件下得到了最佳性能的焊接接头,拉伸强度达到260 MPa,且断裂发生在铝合金母材区。铝合金/高强钢界面存在一层厚2.0 μm的过渡层。     

TIG焊工艺对5083铝合金焊接接头力学性能的影响

5083铝合金焊接接头的力学性能是影响产品质量的关键因素之一.设定不同TIG焊工艺,用6012铝合金焊丝对10 mm厚的5083铝合金板进行焊接.焊接试样分为四组,在氩气流量、层间温度相同的情况下,四组试样分别采用五层不同焊接电流、焊速、不填丝自熔或加硼方式的焊接工艺.通过对四组试样进行拉伸实验、断口形貌观察,结合金相组织分析,探究TIG焊工艺对5083铝合金焊接接头力学性能的影响.结果表明：中厚板5083铝合金TIG焊接,采用6012铝合金焊丝,层间温度控制在80 ℃,第五道焊道采用不填丝自熔时,焊接接头的综合力学性能最好.     

拉拔变形对不同直径纯铜线材组织性能的影响

将初始直径为φ7 mm、φ5 mm、φ3 mm的纯铜线材分别进行冷拉拔,得到不同变形量的试样,测试了试样的硬度和导电率,研究了冷拉拔变形量对不同初始直径纯铜线材组织和性能的影响。研究结果表明:拉拔变形对不同初始直径线材硬度和导电率的影响趋势大体一致,当变形量小于30%时,硬度快速上升,导电率快速下降;当变形量为30%～83%时,硬度缓慢上升,导电率变化不大;当变形量大于83%时,导电率和硬度都出现了波动。φ7 mm线材在变形量为83%时,硬度最高可达121HV,此时导电率为98%IACS;φ5 mm线材在变形量为75%时,硬度最高可达122HV,此时导电率为97%IACS;φ3 mm线材在变形量为83%时,硬度最高可达128HV,此时导电率为97%IACS。微观组织观察表明:纯铜的组织演化分为3个阶段,晶粒开始分裂并出现形变孪晶;分裂加剧,晶界消失;形成纤维组织。     

液氮环境下表面机械研磨处理对纯铜的影响

使用表面机械研磨处理（surface mechanical attrition treatment,SMAT）在液氮环境中分别对退火态铜板进行30、60 s及120 s的加工处理.通过对样品进行准静态拉伸测试发现SMAT样品的屈服强度相较于退火态纯铜均提升了2～5倍,其中SMAT 60 s样品的屈服强度相比于退火态纯铜提高了211.3%,而其均匀延伸率仍可保持在24.6%.结合硬度测试和金相观察,发现处理过后的样品从表面到芯部形成了明显的梯度结构.综合结果表明在60 s SMAT处理后的样品具有最佳的强度-延展性匹配关系.     

紫铜与不锈钢焊接接头的力学性能

许多工程结构当中，经常出现大量异种材料的焊接情形，材料的力学性能对结构有重要影响。应用不同的焊接工艺对紫铜(T2)和奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)进行焊接，并对焊接接头的力学性能进行研究。结果表明，采用过渡层方法接头的力学性能较好，而采用T107焊条，其接头的塑性、韧性比采用过渡层时低。     

Microstructure and properties of pure iron/copper composite cladding layers on carbon steel

In the present study, pure iron/copper composite metal cladding was deposited onto carbon steel by tungsten inert gas welding. The study focused on interfacial morphological, microstructural, and mechanical analyses of the composite cladding layers. Iron liquid–solid-phase zones were formed at copper/steel and iron interfaces because of the melting of the steel substrate and iron. Iron concentrated in the copper cladding layer was observed to exhibit belt, globule, and dendrite morphologies. The appearance of iron-rich globules indicated the occurrence of liquid phase separation (LPS) prior to solidification, and iron-rich dendrites crystallized without the occurrence of LPS. The maximum microhardness of the iron/steel interface was lower than that of the copper/steel interface because of the diffusion of elemental carbon. All samples fractured in the cladding layers. Because of a relatively lower strength of the copper layer, a short plateau region appeared when shear movement was from copper to iron.     

等径角挤压对纯铜组织与性能的影响

研究采用BC路径(即试样进入下一道次挤压时按同一方向旋转90°)对纯铜进行等径角挤压后得到的组织与性能.结果表明,通过室温下对纯铜的8道次挤压后,得到均匀、细小的等轴晶组织(晶粒尺寸约1.5μm).抗拉强度从原来的235 MPa提高到420 MPa,硬度从114 HV提高到184.3 HV,延伸率由原来的45%降低到19%.通过对不同挤压道次试样在473 K下60 min的退火处理后,其晶粒进一步细化至1μm,其抗拉强度提高到435 MPa.     

Effects of different friction stir welding conditions on the microstructure and mechanical properties of copper plates

Friction stir welding is a new and innovative welding method used to fuse materials. In this welding method, the heat generated by friction and plastic flow causes significant changes in the microstructure of the material, which leads to local changes in the mechanical properties of the weld. In this study, the effects of various welding parameters such as the rotational and traverse speeds of the tool on the microstructural and mechanical properties of copper plates were investigated; additionally, Charpy tests were performed on copper plates for the first time. Also, the effect of the number of welding passes on the aforementioned properties has not been investigated in previous studies. The results indicated that better welds with superior properties are produced when less heat is transferred to the workpiece during the welding process. It was also found that although the properties of the stir zone improved with an increasing number of weld passes, the properties of its weakest zone, the heat-affected zone, deteriorated.     

焊接电流对镁/镀锌钢 TIG熔--钎焊接头显微组织与力学性能的影响

采用TIG熔-钎焊焊接方法,以镁合金焊丝为填充材料,对镁合金与镀锌钢进行连接实验,并分析热输入量对接头显微组织和力学性能的影响.热输入量过小会阻碍镁/钢界面反应层的形成而使得焊缝难以焊合,热输入量过大又会促进焊缝内部脆性第二相的长大,降低接头力学性能.接头强度随着焊接电流和焊接速度的增大都呈现先上升后下降的趋势,电流为70 A时强度达到最大,该值接近AZ31B母材的88．7%.此时断裂发生于焊缝熔焊区,断面出现大量韧窝和撕裂棱,呈现出塑性断裂特征.     

Microstructural characterization of electron beam welded joints of TiAl-based in-termetallic compound

The feasibility to use electron beam welding to join the nominal composition Ti-48Al-2Cr-2Nb 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 dendritic structures. Microstructural constituents in the fusion zone were a massive gamma structure and some amount of lamellar structure consisting of alternating platelets of α2 and γ. The major contributing factor to the susceptibility to solidification cracking was microsturctural change in this study for the suppression of α phase decomposition leading to produce more retained α2 brittle phase. Compared with transgranular cleavage fracture in the base metal, the weld metal exhibited mainly translamellar fracture.     

铈和铬对纯铜性能的影响

研究了不同铈和铬的加入量对纯铜的导电率、强度、硬度、耐磨性及显微组织的影响。研究发现,在纯铜中加入适量和铬可以在不影响纯铜的良好导电性的同时,提高其强度、硬度,并可有效的细化组织,净化基体。试验结果表明当铜中铈铈的加入量为0．08％,铬的加入量为0．4％时,具有良好的综合性能。