热处理对激光选区熔化制备CX不锈钢微观组织与性能的影响

采用激光选区熔化技术(SLM)制备了CX不锈钢(Corrax Stainless Steel),并对沉积态、固溶态、固溶时效态三种条件下的CX不锈钢进行显微组织分析和室温拉伸性能测试。结果表明,沉积态CX不锈钢的显微组织由99.4%马氏体和0.6%残余奥氏体组成,固溶处理后得到的组织为马氏体,在固溶处理的基础上进一步时效处理后,奥氏体的含量明显提高,同时伴随有NiAl金属间化合物析出。固溶时效处理显著提高了CX不锈钢的强度,可达1 426 MPa,因为NiAl相产生第二相强化效应,而逆转变奥氏体生成也改善了塑性。断口形貌分析显示三种热处理条件下CX不锈钢的断裂机制均为韧性断裂。

水电高强钢强化机制与焊接性的研究进展

水电用钢作为高转速、高效率、大容量水力发电机组的核心材料,其强化机制与焊接特性是当前研究的重点和热点。对近年来水电用钢的发展现状进行概述,深入分析其化学成分、组织性能及各种强化机制对强度的影响。研究发现,细晶强化、固溶强化、位错强化和第二相强化均能有效提高水电用钢的强度。同时,还详细探讨了水电高强钢焊接接头的裂纹倾向、焊缝金属与母材的强韧性匹配机制以及热影响区的性能变化等焊接性特点。这一研究不仅为水电用钢的性能优化提供了理论依据,也为相关领域的技术进步提供了有力支持。

HSn70-1锡黄铜冷源辅助搅拌摩擦焊搅拌区的强化机制和应变硬化行为

采用冷源辅助搅拌摩擦焊对2 mm厚的HSn70-1锡黄铜进行对接焊接,并获得了无缺陷的焊接接头.利用光学显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜和拉伸试验,分析搅拌区的微观组织及其对强化机制和应变硬化行为的影响.结果表明,干冰乙醇混合物的快速冷却作用不仅消除了热影响区,还抑制了搅拌区的位错回复和晶粒长大.搅拌区呈现具有较高位错密度的超细晶结构,搅拌区的抗拉强度为486 MPa,比母材提高了53.8%,断后伸长率也达到了30%,搅拌区屈服强度较母材提高了47.1%,其强化机制主要为固溶强化和晶界强化,但搅拌区的应变硬化行为主要受晶粒尺寸和位错密度的影响.由拉伸过程中产生的纳米尺度变形孪晶可协调塑性变形,并有效缓解应力集中,使搅拌区强度提高的同时仍具有良好的延展性.

基于DEFORM-3D的纯铝快速冷却搅拌摩擦焊数值模拟和试验研究

采用DEFORM-3D软件建立了A1050纯铝传统搅拌摩擦焊(FSW)和快速冷却FSW焊缝的有限元模型,分析了冷却介质对焊缝温度场和微观组织演变的影响规律,并采用电子背散射衍射技术对两种FSW试验的结果进行分析,以验证模拟结果。结果表明:在焊接过程中通过添加冷媒介质,快速冷却FSW的峰值温度较传统FSW明显降低,在搅拌头后方快速冷却FSW的温度梯度明显大于传统FSW。快速冷却FSW焊缝的晶粒尺寸减小、小角度晶界比例增加且位错密度更高。模拟结果与试验结果基本吻合。

不同pH值3.5%NaCl溶液中多种铜合金的选相腐蚀和空蚀行为

采用扫描开尔文力显微镜(SKPFM)对镍铝青铜(NAB)、高锰铝青铜(MAB)及锰黄铜(MB)中不同相的稳定性进行表征,并对3种铜合金在不同pH值3.5%NaCl溶液中的选相腐蚀及空蚀行为进行研究。结果显示,在酸性溶液(pH 2)中,每种材料中稳定性最差的κ相均发生溶解。在中性溶液(pH 6.8)中,NAB中富Al的κ相未发生腐蚀,而MAB和MB中富Fe的κ相发生溶解。在碱性溶液(pH 12)中,点蚀发生在MAB和MB的κ相以及NAB中的κⅡ相上。在任一溶液中,耐空蚀性能顺序均为:NAB>MAB>MB。在酸性溶液中,选相腐蚀显著加重空蚀损伤,且腐蚀-空蚀交互作用是导致空蚀的主导因素;在其他溶液中,选相腐蚀较为轻微,3种铜合金均表现出以力学损伤为主导的空蚀损伤机制。

激光热处理对X100管线钢摩擦磨损性能的影响

激光热处理可以改善高强管线钢的表面耐磨性,以避免产生管壁减薄、表面凹坑等缺陷。采用不同激光功率对X100管线钢板进行了激光热处理试验,并对激光热处理后的试样进行了干式滑动摩擦磨损试验。分析了激光热处理后试样的显微组织,研究了激光热处理对X100管线钢摩擦磨损性能的影响。结果表明,激光功率为1000~1400 W时,激光热处理可导致X100管线钢表面形成细小的马氏体组织,硬化层硬度相对母材大幅提升;激光热处理后试样的干式滑动摩擦系数小于母材;随着激光功率增大,激光硬化层的深度和平均硬度逐渐增大,失重率减小,耐摩擦磨损性能提升。

冷媒辅助搅拌摩擦处理AZ31B镁合金的显微组织演变及力学性能

传统搅拌摩擦处理(FSP)后的AZ31B镁合金通常表现出强烈的基面织构,导致其强度和塑性匹配较差。本文作者采用冷媒辅助搅拌摩擦处理对AZ31B镁合金进行加工,研究液态二氧化碳冷却剂对搅拌区热循环、显微组织和力学性能的影响。使用液态二氧化碳同步冷却法可显著降低搅拌区的峰值温度并提高冷却速度,搅拌区出现具有大量位错和■孪晶的细晶结构。在不连续动态再结晶、连续动态再结晶和孪晶诱导几何动态再结晶的综合作用下,搅拌区发生显著的晶粒细化。拉伸试验中由于位错和■孪晶产生的交互作用,搅拌区的极限抗拉强度和断后伸长率分别达293 MPa和18.6%,表现出良好的强度和塑性匹配。

2205双相不锈钢焊接接头微区耐点蚀性能分析

采用光学显微镜观察了2205双相不锈钢焊接接头的组织形貌,采用自制的微电化学测试系统测量了母材、焊缝和HAZ的微区循环伏安曲线.结果表明,2205双相不锈钢焊接接头的组织为铁素体+奥氏体,焊缝中铁素体含量约为48%,与母材相当,HAZ中铁素体平均含量高于50%;在3.5%的NaCl溶液中2205双相不锈钢焊接接头焊缝微区的耐点蚀性能与母材趋于一致,但其自修复能力不及母材,HAZ微区的耐点蚀性能最差,自修复能力最弱,此耐点蚀性能上的差异与接头中两相比例和合金元素在两相中的分配差异有关.

铝合金脉冲MIG焊动态特性自适应控制

铝合金因其独特的物理性质 ,在引弧短路与熔滴过渡短路、脉冲峰值阶段与脉冲基值阶段对脉冲熔化极惰性气体保护 ( MIG)焊有不同的动特性要求 .据此提出了焊接过程中根据不同的焊接状态输出不同的动特性 ,满足铝合金 MIG焊对动特性要求 .采用短路电流控制器和动态电子电抗器 ,实现了脉冲 MIG焊动态特性的自适应控制 .具有动态特性自适应控制的脉冲 MIG焊机引弧成功率高、电弧挺度好。

带极电渣堆焊奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀性能

用带极电渣堆焊和带极埋弧堆焊2种方法堆焊了Cr-Ni不锈钢,研究了这两种方法和焊接速度对堆焊层金属显微组织及耐晶间腐蚀性能的影响.显微组织观察表明,带极电渣堆焊和带极埋弧堆焊层的显微组织都为奥氏体+δ铁素体.带极电渣堆焊层金属中δ铁素体随着焊速的提高而增多,含量由6.8%增加到20.4%,带极埋弧堆焊金属中的δ铁素体含量比带极电渣堆焊的高,达到了23.6%;电化学动电位再活化试验结果表明,焊接速度8 m/h的带极电渣堆焊层金属的再活化率仅为3.22%,耐晶间腐蚀的性能最佳,焊速快慢或焊接方法改变都将使带极电渣堆焊层金属的再活化率升高,耐晶间腐蚀性能下降.10%草酸溶液电解浸蚀试验的结果与EPR曲线结果一致.

熔化极气体保护焊熔滴过渡研究

研究熔化极气体保护焊(MIG/MAG)熔滴过渡的实验手段主要有示波法和高速摄影法2种,高速摄影法直接有效,已被研究工作者广泛采用。静力平衡理论(SFB)和缩颈不稳定理论(PIT)是分析熔滴过渡的两大理论,能够合理解释熔滴过渡中的一些物理现象。采用熔滴过渡信息对焊接过程进行实时控制是熔滴过渡研究的实际应用。

大电流MAG焊旋转喷射过渡中的熔滴失稳分析

旋转喷射过渡是大电流MAG焊的主要过渡形式。采用高速摄像法对大电流MAG焊旋转喷射过渡进行了研究,发现了一种瞬态不稳定现象:保护气体中含有CO2组分时,旋转喷射过渡中存在随机产生的熔滴非轴向排斥过渡,这种瞬态非轴向排斥过渡是稳定旋转喷射过渡中的不稳定干扰,是产生焊接飞溅的原因。通过理论计算,对产生该现象的机理进行了分析,指出旋转喷射过渡中发生非轴向排斥过渡的前提是焊丝端头液锥的消失,斑点力和金属蒸汽的反作用力是造成熔滴失稳上翘的主要原因,等离子流力是大电流MAG焊中产生的排斥过渡有别于一般CO2焊排斥过渡的主要原因。

短周期螺柱焊在线分析系统

短周期电弧螺柱焊生产效率高,易于实现自动化,广泛应用于汽车工业。开发了由信号采集单元和分析软件构成的短周期螺柱焊在线分析系统。信号采集单元包含PIC18F4580单片机、电源、信号调理、外部存储器和RS485通信等电路,通过焊接状态判断、AD采样、数据存储和通信等程序,实现焊接电流和电压采集、存储和传输。分析软件采用Microsoft Visual Studio C#编写,操作界面由主窗口、焊接过程分析窗口、熔深阈值设置窗口和报警窗口等构成。DP600镀锌钢板焊接试验表明,开发的短周期螺柱焊分析系统能实时显示焊接电流和电压波形,提取焊接参数特征值,判断电弧的稳定性,熔深计算值与实测值相吻合,在线检测结论与外观目检、宏观检测和扭矩测试的结论一致。系统收集的原始数据可用于分析引起质量问题的具体原因。

线能量对大电流MAG焊缝组织和性能的影响

在15kJ/cm和28kJ/cm两种焊接线能量下,对大电流MAG焊接头进行了室温弯曲试验。后者接头弯曲180°合格,前者弯曲15°脆断。分析了焊缝金属化学成分、显微和断口组织,结果表明:小线能量焊接时,溶池停留时间短,脱氧反应不充分,焊缝金属中的碳、硅、钛偏多,形成脆而粗大的贝氏体组织,降低了接头的塑性;另外,小线能量时溶池冷却速度快,夹杂物来不及上浮而滞留在焊缝金属中,易形成裂源,导致脆性断裂。大线能量有利于夹杂物逸出,溶池脱氧充分,降低了焊缝金属中的碳、硅、钛含量,得到细小的针状铁素体,提高了塑性。

带极堆焊奥氏体不锈钢耐腐蚀性能研究

采用带极电渣堆焊和带极埋弧堆焊两种方法堆焊Cr-Ni不锈钢,分析这两种方法和不同焊接速度下得到的堆焊层金属的电化学腐蚀及晶间腐蚀性能。电化学试验结果表明,3.5%Na Cl溶液中,带极电渣堆焊层金属的耐点蚀性能与焊速有关,焊速为8m/h时,堆焊层金属的点蚀电位为159 m V,耐点蚀性能最佳,焊速过快或者过慢时都将降低堆焊层金属的点蚀电位,耐点蚀性能下降;相比于电渣堆焊,带极埋弧堆焊层金属的点蚀电位仅为-300 m V,耐点蚀性能较差。10%草酸电解浸蚀试验结果表明,带极电渣堆焊试样晶界处C r的含量远大于钢耐蚀所必须的量,试样腐蚀后的微观形貌也呈现"阶梯型"和"混合型",说明试样具有较好的耐晶间腐蚀性能;而带极埋弧堆焊试样晶间存在严重的贫Cr,腐蚀后试样表面的微观形貌则呈现"沟状型",耐晶间腐蚀性能较差。

水电高强钢成分设计与制造工艺研究进展

国内外水力发电机组正向着高转速、高效率、大容量的方向发展,水电用钢的成分设计与制造工艺已成为国内外研究重点和热点。本文以1000MPa水电高强钢为例,综述了各常见合金元素对水电用高强钢组织和性能的影响,阐述了制造工艺中控制轧制与控制冷却的阶段分类,及其对水电用高强钢组织和力学性能的影响机理,讨论了调质工艺中淬火和回火的目的,及回火温度对水电用高强钢强韧性匹配度的影响。指出水电用高强钢可能存在的焊接问题及相应的解决措施。

铝合金MIG焊机的辅助控制系统

针对铝合金MIG焊易形成引弧点未熔合、焊缝成形不良、弧坑裂纹和易氧化缺陷的问题 。

热镀锌双相钢与普通热镀锌钢点焊工艺对比

用单因素法对比试验了两种基板材料不同的热镀锌钢板的点焊工艺。研究焊接电流、焊接时间和电极压力三个主要工艺参数对点焊质量的影响。结果表明，80kg级热镀锌双相铜点焊工艺参数比普通热镀锌铜窄很多，普通镀锌钢接头抗拉剪载荷只有双相铜的1／3～1／2；焊接电流和焊接时间对焊点的熔核直径和接头抗拉剪载荷影响很大．电极压力对接头抗拉剪载荷和熔核直径影响甚小。变化幅度仅在500～1000N和0．5mm以内。数据分析表明，以熔核直径为判据优化焊接参数时，抗拉剪载荷波动较大．可能出现强度偏低的情况，为此提出了以抗拉剪裁荷为判据进行参数优化的方法，得到0．8mm厚普通热镀锌钢点焊参数范围：焊接电流10～12．5kA，焊接时间16-23cyc，电极压力1430～3570N；1mm厚80kg级热镀锌双相钢点焊参数范围：焊接电流10．7～11．7kA，焊接时间13～19cyc，电极压力2150—3200N、

高熵合金FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)激光熔覆层抗冲蚀性能

为改善钢材表面耐冲蚀性能,采用激光熔覆的方法在Q235基体上制备了高熵合金FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)(x=0,0.5,1)涂层,使用光学显微镜观察了熔覆层的组织;利用X射线衍射仪分析了合金熔覆层的相组成以及晶格畸变;使用维氏硬度计和自制冲蚀设备,研究了Mo对熔覆层硬度和耐冲蚀性能的影响.结果表明:FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)熔覆层由树枝晶组成,层间还可以观察到细晶区;由于激光熔覆较快的冷却速率抑制了金属间化合物的析出,高熵合金FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)激光熔覆层完全由单相BCC固溶体组成;FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)激光熔覆层硬度可达600 HV0.2以上;熔覆层耐冲蚀性能优良,冲蚀失重速率小于2.25×10^(−4) g/h;并且随着Mo元素含量的增加,涂层的晶格畸变增加,固溶强化效果更加显著,使得熔覆层硬度上升,因此FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)熔覆层的抗冲蚀性能上升;FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)系列涂层的冲蚀破坏主要以塑性微切削和锻压挤压为主.

CO_2焊接技术的发展趋势

从主电路、控制电路及相关技术等几方面 ,阐述了CO2 气体保护焊技术的发展。指出电力电子化是CO2 气体保护焊主电路的发展方向 ;微机化、智能化及精密化是CO2 气体保护焊控制电路的发展方向。保护气体技术及高速焊技术是CO2