铝-钢异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头界面连接机制与力学性能研究

以5754铝合金与DC04钢为研究对象,进行了铝板在上的回填式搅拌摩擦点焊试验,研究了搅拌套下扎深度对铝-钢界面微观组织特征与接头力学性能的影响。结果表明,当搅拌套未扎入下层钢板时,冶金结合为铝-钢界面的主要连接机制。当搅拌套扎入下层钢板时,铝-钢界面同时发生机械咬合与冶金结合,其中,机械咬合主要发生在搅拌套作用区。通过工艺优化得出最优工艺参数为:转速2000 r/min、焊速0.5 mm/s,搅拌套下扎深度1.45 mm,此时接头最大拉剪失效载荷达5105 N。

大厚度TC4钛合金窄间隙焊接接头组织性能研究

围绕磁控窄间隙TIG焊接(MCNG-TIG)和真空电子束焊接(EBW)大厚度TC4钛合金接头微观结构不均匀性及其对接头力学行为的影响进行了对比研究。利用扫描电子显微镜对两种接头中部焊缝区和热影响区不同区域的微观组织进行了表征,并对接头截面显微硬度分布和室温拉伸性能进行测定。结果表明,两种接头焊缝区皆为网篮组织,但MCNG-TIG焊缝中α板条宽度比EBW焊缝更加细小。热影响区为初生α相+β转变组织构成的混合组织。随着距焊缝中心的距离增大,β转变组织含量降低。MCNG-TIG热影响区中β转变组织比EBW热影响区更加细小。MCNG-TIG接头平均硬度分布为:热影响区>母材>焊缝;EBW接头平均硬度值分布为:焊缝>热影响区>母材。两种接头的室温拉伸强度系数皆达到0.9以上,EBW接头强度和延伸率略高于MCNG-TIG接头。MCNG-TIG接头室拉伸断裂位置位于靠近母材的热影响区,而EBW接头断裂位置位于焊缝中心。拉伸应变演化结果表明,MCNG-TIG接头在拉伸早期阶段在焊缝中和靠近母材的热影响区同时出现了应变峰值区域。随着拉伸的进行,双应变峰值区特征消失,塑性应变主要集中在靠近母材的热影响区。

高碳铬不锈钢电子束焊接头性能研究

针对高碳铬不锈钢焊接接头性能差的问题,采用电子束焊接技术对厚度为5 mm的调质态的高碳铬不锈钢进行焊接。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸试验机等设备对其接头进行显微组织与性能分析。结果表明,在加速电压150 kV、束流强度17 mA、焊接速度850 mm/min的条件下,可获得成形良好、无气孔和裂纹等缺陷产生的焊接接头。碳及合金元素以固溶态形式存在于焊缝中,熔合区均为马氏体和残余奥氏体,呈现出非平衡凝固组织,焊接热影响区中碳化物颗粒发生部分溶解。焊接接头硬度分布呈现典型的“M”型,焊接热影响区硬度最高,可达750HV;焊接接头抗拉强度为699 MPa,在焊接热影响区发生脆性断裂,接头的塑性变形能力急剧下降。

政府会计制度下科研院所全成本核算管理研究--以A研究所为例

2019年政府会计制度的实行,为以权责发生制为基础的成本费用核算奠定了基础。本文基于A研究所全成本核算的实践,分析A研究所实施全成本核算效果与存在的问题,从而探索科研院所全成本核算管理模式,服务科学事业发展。

钛合金厚板磁控窄间隙TIG焊接接头的组织与性能

针对影响Ti-6Al-4V合金厚板磁控窄间隙TIG焊接接头力学行为的微观组织因素展开研究。测定了100 mm厚Ti-6Al-4V接头的显微硬度分布和室温拉伸性能,采用数字图像关联技术监测拉伸过程的应变分布,通过全面的微观组织表征揭示接头组织不均匀性对力学行为的影响。结果表明:接头抗拉强度达到893 MPa,接头强度系数达到94%,伸长率仅为3.8%。热影响区组织不均匀性显著,由三种典型特征组织构成。靠近母材的热影响区发生了回复和部分再结晶,成为硬度和强度最薄弱区域,拉伸过程中首先发生屈服和颈缩。接头显著的组织不均匀性导致拉伸过程中发生严重的应变局域化现象,使得接头整体伸长率显著恶化。

面向模具修复的电弧增材制造技术研究现状及发展

电弧增材技术(WAAM)在修复模具应用中具有极大的发展潜力。介绍了电弧增材制造技术,探讨了在模具修复需求中加入电弧增材制造技术的优势,总结了电弧增材制造技术修复模具所需的关键技术发展,包括成形精度控制策略、三维模型分层切片算法和沉积路径规划方法。根据当前趋势,对模具修复中电弧增材制造过程中各环节的规划、控制和监控自动化优化等技术的未来发展趋势进行展望。

焊接工艺参数对TA15/304不锈钢真空扩散焊接头组织与抗剪强度影响

针对TA15钛合金与304不锈钢的异种金属连接及其接头进行了研究.结果表明,在850~950℃的焊接温度下,接头扩散区(β-Ti区)和(α+β)-Ti双相区的宽度随温度的升高而增加,元素扩散更充分,接头孔洞逐渐减少,观察到逐渐增加的分层产物.分层产物主要为金属间化合物组成的界面层,即σ-Fe(第1层),FeTi+Fe_(2)Ti(第2层),FeTi+β-Ti(第3层)和β-Ti(第4层).当焊接温度为900℃时,焊接接头达到最大抗剪强度为108 MPa,随着焊接时间的提升,焊接接头的微观形貌,元素成分和物相组织与焊接温度参数接头类似,但焊接时间对接头的抗剪强度影响较小,当焊接时间为80 min时,抗剪强度达到最大,断口出现以韧性为主的脆-韧性混合断裂特征.

焊接模式对电弧增材制造316不锈钢组织及力学性能的影响

基于冷金属过渡、冷金属过渡-脉冲以及直流脉冲三种焊接模式,开展了316不锈钢单道多层薄壁试样的电弧增材制造,并对试样进行了组织与性能的对比分析.结果表明,三种模式下成形构件均无塌陷和宏观气孔现象,凝固组织以柱状树枝晶为主,并伴随有大量的二次枝晶、胞状晶,通过金相观察和背散射电子衍射技术发现,组织表现出强<001>//z织构,构件中段稳态区的平均枝晶间距随不同焊接模式下的热输入变化而变化:由小到大依次为CMT—CMT-P—DC-P.通过X射线衍射和扫描电镜-能谱分析确定基体组织为γ-Fe(Cr0.19Fe0.7Ni0.11),基体间网状组织为残余δ-Fe.CMT-P模式下的构件强度最高,屈服强度达237 MPa,抗拉强度达555 MPa,平均硬度值达209 HV0.3,DC-P模式构件的断后伸长率最高达52%.

智能化搅拌摩擦焊接技术研究进展

分别从焊接过程控制、焊接大数据、焊接装备及接头的组织性能等方面对智能化搅拌摩擦焊接技术的发展进行了综述。同时,探讨了目前所面临的部分问题和挑战,如焊接过程控制维度有待提升,焊接大数据有待丰富,以及机器人搅拌摩擦焊接稳定性有待加强等。指出了智能化搅拌摩擦焊接在工业应用中的具大潜力及发展方向,为后续研究与发展提供参考。

粉状铝钎焊材料大面积钎焊铝合金∕不锈钢的研究

根据对铝合金与不锈钢的焊接性能分析,研究了应用于铝合金∕不锈钢钎焊连接的粉状铝钎焊材料的材质选取、成分确定和粒度分布情况。结果表明:采用粉状铝钎料配合无腐蚀铝钎剂能满足大面积钎焊铝合金∕不锈钢的需求。减少粉状铝钎料中粒度<38μm的细粉,利于稳定钎焊质量。铝钎剂用量宜占钎焊材料的20.0%~25.9%。焊缝靠不锈钢侧的界面平直且较紧实,并向钎缝呈齿状生长。其组成主要为Al-Fe-Si形成的三元化合物及Fe_(2)Al_(5)和FeAl_(3)相的多种化合物并存。在单面感应加热钎焊时,焊件边缘部位的结合强度较中心部位的高。感应加热面的不平行度减小及温度均匀性增加,有利于提高钎焊质量。

ASME焊接工艺评定要素分析

ASME标准是最为广泛、内容最为详尽的压力容器标准,在核岛主设备制造及核电站安装建设的设计、制造、检验、质量保证、运行维护等过程中广泛使用。国内核电站堆型主流的三代核电技术CAP 1000及CAP 1400、小堆等堆型、四代核电技术高温气冷堆、快中子实验堆、低温堆等堆型,所用的标准体系均为美国的ASME核电标准体系。本文从ASME标准第Ⅸ卷焊接工艺评定篇中评定的制定、母材及焊材分组、焊后热处理及焊缝厚度覆盖范围等方面对应用ASME标准进行工艺评定过程中需要注意的问题进行分析。分析表明,根据焊接冶金性能、机械性能等影响焊缝性能的要素,焊接工艺评定的各要素都具有相应的评定覆盖性,评定制定的过程中必须严格遵循各评定要素的覆盖范围。

TC4钛合金厚板窄间隙TIG焊接接头的高周疲劳性能

为了确定厚板TC4钛合金窄间隙TIG焊接接头的疲劳性能,对焊接接头三层位置的样品分别进行了室温高周疲劳(HCF)试验,利用扫描电镜与透射电镜对疲劳断口形貌及断口附近的微观组织进行观察与分析.结果表明:三层焊接接头的疲劳极限依次为420、390和400 MPa;第一层焊接接头的疲劳裂纹萌生于样品表面,位错组态以位错网络和位错阵列为主;第二层焊接接头的疲劳裂纹萌生于样品表面与焊接缺陷处,位错组态主要为位错缠结;第三层焊接接头的疲劳裂纹萌生于样品表面与近表面焊接气孔位置,位错组态主要为位错阵列及位错缠结.

激光刻蚀法制备超疏水材料表面的研究进展

激光刻蚀法采用无接触式加工,操作简单、可靠、环保。从激光加工金属与非金属材料这两方面介绍激光刻蚀法。首先概括超疏水表面的概念与激光刻蚀法的原理,针对国内外的研究现状进行总结与归纳,最后对未来的研究方向提出可行性的建议,为激光刻蚀法制备超疏水表面未来的研究提供参考。

大厚度TA17钛合金磁控窄间隙TIG焊接头组织和力学性能

对120 mm厚的TA17钛合金板进行了磁控窄间隙TIG焊接试验,系统表征了该焊接接头不同区域的显微组织和力学性能,并阐明接头显微组织演变过程及其对力学性能的影响。结果表明沿接头横向存在显著的组织不均匀性:靠近焊缝的母材区主要由拉长的α晶粒和沿晶界分布的β相构成,接头热影响区组织为粗大α集束构成的魏氏组织,熔合区为细小α片层交错组成的网篮组织。沿接头厚度方向,显微组织差异较小,接头上层熔合区观察到少量马氏体片层组织。接头熔合区硬度显著低于母材区的,拉伸过程中熔合区优先发生屈服,随后成为塑性变形集中区域,导致接头强度和塑性较母材降低。

厚壁钛合金熔化焊接技术研究现状

钛合金因其具有比强度高、耐腐蚀性能好和高温性能优良等特点,被广泛应用于航空航天、海洋装备等领域。近年来,随着对厚壁钛合金的需求不断提高,厚壁钛合金的焊接技术也展现出了巨大的应用价值。因此,本文综述了厚壁钛合金材料熔化焊接技术的研究进展,主要涵盖非熔化极气体保护焊、电子束焊和激光焊等,并对厚壁钛合金焊接技术的发展趋势进行了展望。

热输入对铝合金/不锈钢双丝冷金属过渡熔钎焊接头组织及性能的影响

采用双丝冷金属过渡(CMT)熔钎焊工艺对5083铝合金和304不锈钢进行对接焊试验,在保证焊缝成形良好的条件下,研究了焊接热输入对接头金属间化合物(IMC)层厚度和拉伸性能的影响,并与单丝CMT熔钎焊接头进行对比。结果表明:双丝和单丝CMT熔钎焊接头焊缝获得良好成形质量的热输入范围分别为213.8~486.0,379.6~590.6 J·mm^(-1);双丝CMT和单丝CMT熔钎焊接头界面处的IMC均为FeAl_(3)相;随着热输入的增加,单丝或双丝CMT熔钎焊接头IMC层厚度增加,抗拉强度降低;单丝CMT熔钎焊接头IMC层的最小厚度为9.59μm,此时接头的抗拉强度最大,为76 MPa,而双丝CMT熔钎焊接头IMC层的最小厚度为3.36μm,此时接头的抗拉强度最大,为109 MPa。

超声振动对304不锈钢窄间隙TIG焊接接头组织和力学性能的影响

针对304不锈钢窄间隙TIG(非熔化极惰性气体保护电弧焊)焊接焊缝晶粒粗大、接头拉伸性能较差等问题,采用将超声振动头施加在试板,在TIG焊接过程引入超声振动的方法对其进行焊接,研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明:引入超声振动后,在热力学和动力学综合作用下,焊缝熔深增加,焊缝区柱状晶向等轴晶转变速率提高,等轴晶占比增多,晶粒细化;与常规TIG相比,引入超声振动后改善了304不锈钢窄间隙焊接接头的焊缝组织,提高了其力学性能,焊缝区的硬度明显提高,接近于母材,焊接接头的抗拉强度和屈服强度也均高于常规TIG焊接接头,伸长率也得到提高;当超声振幅为40μm时,焊接接头的抗拉强度最高,为674 MPa,屈服强度也较高,为376 MPa,断后伸长率为25%。

定向能量沉积增材制造双相不锈钢微观组织与性能研究进展

双相不锈钢由于其优异的力学性能和耐腐蚀性能,被广泛应用于海洋工程、石油化工等领域。目前与铸造等传统工艺相比,定向能量沉积(DED)在制造形状复杂的大尺寸双相不锈钢结构件上具有材料利用率高、产品交付周期短等优势。然而,DED过程中复杂的热循环容易引起双相不锈钢微观组织的不均匀,导致其力学性能的各向异性和耐腐蚀性能的恶化。本文综述了近年来基于DED技术增材制造的双相不锈钢的研究现状,总结了成型工艺参数、合金成分、热处理工艺等对双相不锈钢结构件微观组织的演变、力学性能及腐蚀性能的影响,最后对该领域未来的重要研究方向进行了分析和展望。

汽轮机转轴表面CMT修复层微观组织及力学性能对比研究

目的针对汽轮机Cr12NiWMoV转轴在高温环境下的磨损失效问题,对失效部位进行堆焊修复。方法选用Inconel625合金和316L不锈钢2种材料,利用冷金属过渡(CMT)技术在汽轮机转轴表面进行堆焊修复再制造。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、维氏硬度计和万能试验机等手段,对2种堆焊修复材料和母材的结合情况进行测试和分析,探究其微观组织和力学性能的差异。结果光学显微镜结果表明,Inconel625合金和316L不锈钢的熔覆层与基体具有良好的冶金结合,修复试样无缺陷。316L不锈钢修复层组织为奥氏体+δ-铁素体,而δ-铁素体的形成会导致修复层硬度降低、塑性下降;Inconel 625合金修复层的微观组织以奥氏体为基体,具有典型的柱状晶结构,且在枝晶间区域观察到Nb、Mo元素的大量偏聚,这会导致不规则形状的Laves相和细小的MC碳化物在枝晶间区域大量析出。Laves相为脆性相,在室温拉伸过程中易成为裂纹的主要形核点,造成裂纹的产生与扩展,使修复层的延伸率降低。结论与316L不锈钢相比,Inconel625合金修复层具有更高的强度和硬度,更适合成为汽轮机转轴表面的堆焊修复材料。

退火态钨钾合金的微结构演化及力学性能研究

钨基材料因其高熔点、相对优异的高温性能被广泛应用于核聚变及搅拌摩擦焊接领域。以钨钾合金为对象,研究退火态钨钾合金的微观组织演变及相应力学性能。结果表明:原始态钨钾合金的平均晶粒尺寸、平均硬度分别为2.08μm、4.38 GPa,800℃抗拉强度423 MPa、断裂伸长率50%。锻态钨钾合金的再结晶温度在1425~1435℃。当退火温度低于1425℃,钨钾合金以回复为主。1425℃退火态样品平均晶粒尺寸为2.23μm,较原始态的增大22%,平均硬度下降4%至4.21 GPa,800℃抗拉强度为393 MPa,断裂伸长率为34%。当退火温度达到1500℃,材料完成再结晶,晶粒出现明显粗化,平均晶粒尺寸为178.17μm,是原始态样品平均晶粒尺寸的85倍,平均硬度为3.60 GPa,较原始态下降18%,800℃抗拉强度仅为208 MPa,断裂伸长率为44%。