碱性低氢型奥氏体焊条仰焊气孔成因研究

通过平焊位置和仰焊位置的断续焊比较试验、外接保护气断续仰焊试验、断续仰焊和连续仰焊的比较试验对碱性低氢型奥氏体焊条仰焊气孔成因进行了研究,并引入气孔率进行定量分析。结果表明,仰焊气孔主要是由于焊接保护不良引起的氮气孔,采用连弧焊代替常用的断续焊可在很大程度上降低仰焊气孔的产生。

E5515-G型焊条烘焙温度对扩散氢含量及相关性能的影响

通过改变烘焙温度,研究了E5515-G型焊条烘焙温度对扩散氢含量及相关性能的影响。结果表明,在350～450℃范围内提高该焊条的烘焙温度,将显著降低其熔敷金属的扩散氢含量,同时对熔敷金属力学性能、焊接接头力学性能以及微观组织都没有明显影响。因此,提高E5515-G型焊条烘焙温度,将有效提高焊接接头的抗氢致冷裂纹能力。

高碱度低活性超低氢型烧结焊剂的研制

研制了一种高碱度、低活性、超低氢型烧结焊剂 ,并用该焊剂配合低合金焊丝进行了熔敷金属拉伸、冲击和落锤试验 ,通过分析焊缝金属的金相组织阐明了焊缝金属获得高韧性的机理 。

碱性低氢型奥氏体焊条仰焊气孔成因研究

通过平焊位置和仰焊位置的断弧焊比较试验、外接保护气断弧仰焊试验、断弧仰焊和连弧仰焊的比较试验对碱性低氢型奥氏体焊条仰焊气孔成因进行了研究,并引入气孔率进行定量分析。结果表明,仰焊气孔主要是由于焊接保护不良引起的氮气孔,采用连弧焊代替常用的断弧焊可在很大程度上降低仰焊气孔。

11NiCrMoV钢成分演变与可焊性改善途径

11NiCrMoV钢经过4个阶段的成分演变,钢板的含碳量和碳当量逐渐降低,使钢的可焊性得以改善,为降低或取消11NiCrMoV钢焊接预热打下了良好的基础。在保证焊接接头性能的前提下,通过提高11NiCrMoV钢配套的E5515-G型焊条烘焙温度,降低了焊缝金属扩散氢含量。二者的综合作用,可实现11NiCrMoV钢的不预热焊接。

激光熔覆原位制备Ti_3Al金属间化合物涂层结构及摩擦学性能

利用激光熔覆原位合成技术在纯钛表面制备了Ti3Al金属间化合物涂层.用X射线衍射仪、扫描电镜和高分辨透射电镜分析了涂层的组成和组织结构.在UMT-2MT摩擦磨损试验机上对Ti3Al金属间化合物涂层在不同载荷和不同滑动速度下的摩擦磨损性能进行了测试.结果表明:Ti3Al金属间化合物涂层的主要组成物相为Ti3Al,涂层与基材冶金结合,涂层显微组织结构主要为树枝状晶,涂层的平均显微硬度约为HV0.2530,涂层的摩擦系数随载荷和滑动速度的增加而减小,磨损体积随载荷和滑动速度的增加而增加.Ti3Al金属间化合物涂层相对于钛基材耐磨性能显著提高.

双丝埋弧焊焊接工艺参数对焊缝成形的影响

为了研究双丝埋弧焊这种高效焊接工艺对低合金高强钢焊接成形质量的影响,进行了双丝埋弧焊对接试验。试验结果表明,电流、电压一定时,改变双丝排列方式从双丝串列、并列到错开方式,从接头成形和力学性能分析来看,只有双丝串列的双丝埋弧焊工艺适合低合金高强钢的对接焊接;为确保接头成形质量,双丝间距、焊接速度以及焊接电流、电压应控制在合理的范围内。采用大的焊接速度应选用较小的双丝间距,在中等焊接速度下,双丝间距应控制在20～100mm,同时焊接速度应控制在60～100cm/min。该研究结果对多丝焊工艺的研究和其他合金钢种的焊接有一定的参考价值。

激光熔覆NiCr-ZrB_2复合涂层结构及高温摩擦学性能

利用激光熔覆技术在纯钛表面制备了NiCr涂层和NiCr-ZrB2复合涂层.用X射线衍射仪、扫描电镜和高分辨透射电镜分析了涂层的组成、组织结构和晶体结构.在SRV-IV摩擦磨损试验机上对NiCr-ZrB2复合涂层从20到500℃的摩擦磨损性能进行了测试.结果表明:NiCr-ZrB2复合涂层的主要物相组成为[Ni,Ti]固溶体、Cr2Ti、ZrB2、ZrB、Ni3Cr2、Ti2Cr、TiB2和TiB;涂层厚约0.7～1.0 mm;涂层平均硬度约为HV0.21000,是纯钛基材的5.3倍;NiCr-ZrB2复合涂层的摩擦系数和磨损体积随温度的增加而减小,高温耐磨性能相对于钛基材提高约1个数量级;NiCr-ZrB2复合涂层的磨损机理为磨粒磨损和黏着磨损,高温下伴有氧化磨损和摩擦抛光现象.

屈服强度参数对10Ni5CrMoV钢焊接残余应力数值计算结果的影响

为了研究低合金高强钢在焊接过程中屈服强度参数变化对焊接数值计算结果的影响,测定了在稳态和冷却条件下10Ni5CrMoV钢在不同温度时的屈服强度和焊接接头的焊接残余应力,并采用有限元软件分别根据两种条件下所测屈服强度参数对10Ni5CrMoV钢焊接接头的焊接残余应力进行了数值计算.结果表明,冷却条件下不同温度的屈服强度测试值低于稳态条件下相应温度屈服强度测定值,根据冷却条件下测定的屈服强度曲线计算所得焊接残余应力分布与实测值具有更好的吻合度.

双丝埋弧焊工艺参数与焊道成形关系研究

双丝埋弧焊以其高效、节能、优质的特点而得到广泛应用,但其工艺控制较复杂,焊道成形影响因素较多。在参考相关文献的基础上,针对高强钢用高碱度烧结焊剂,通过在平板表面堆焊和V型坡口对接板试验,系统分析了焊接电流、电弧电压、焊接速度、双丝位置组合及间距、线能量、坡口形式等与焊道成形的关系。

钛在模拟空间环境下的摩擦学性能

为了明确钛及其合金在空间环境下的摩擦磨损行为,利用中科院兰州化学物理研究所自主研发的空间摩擦学试验系统对钛在模拟空间环境(高真空、原子氧和紫外辐照)下的摩擦磨损性能进行了研究。用X光电子能谱仪(XPS)分析了钛在原子氧辐照后表面元素价态的变化。采用扫描电镜(SEM)对磨损后试样和对偶钢球的磨痕形貌进行分析,利用能量色散光谱仪(EDS)对钢球磨痕元素面分布进行分析,揭示了钛在模拟空间环境下的摩擦磨损失效机理。结果表明:钛在原子氧辐照后表面发生了氧化;钛在大气环境条件下的摩擦磨损机理主要为磨粒磨损和粘着磨损,在高真空、原子氧和紫外辐照模拟空间环境下的磨损机理主要为严重的粘着磨损、磨粒磨损和塑性变形。相比于大气环境条件下,钛在高真空、原子氧和紫外辐照下的粘着磨损加剧,摩擦因数增加。

Ti-6Al-4V合金在模拟空间环境下的摩擦学性能

为了明确Ti-6Al-4V合金在空间环境下的摩擦磨损失效行为,本文利用中科院兰州化学物理研究所自主研发的空间摩擦学试验系统对Ti-6Al-4V在三种模拟空间环境(高真空、原子氧和紫外辐照)下的摩擦磨损性能进行了系统的研究。采用SEM和EDS对磨损后Ti-6Al-4V和对偶GCr15钢球的形貌和元素面分布进行了分析,揭示了Ti-6Al-4V在模拟空间环境下摩擦磨损失效机理。用XPS分析Ti-6Al-4V在原子氧辐照后表面元素价态的变化。结果表明:Ti-6Al-4V在大气条件下的摩擦磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损;在高真空、原子氧和紫外辐照模拟空间环境下的磨损机理为较严重的粘着磨损、磨粒磨损和塑性变形;相比于大气条件下,Ti-6Al-4V在高真空、原子氧和紫外辐照条件下的粘着磨损加剧,摩擦因数增加;Ti-6Al-4V在原子氧辐照后表面发生了氧化。

双丝焊温度场算法的程序优化设计

通过对有限元软件ANSYS的二次开发实现对双丝埋弧焊焊接温度场的有限元分析.利用APDL语言编写了移动热源的热流计算和加载程序,特别是使用高效的矢量运算和数组存储简化了计算加载的操作,实现了双丝焊移动热载荷的准确顺序加载这一大创新点.通过实例计算表明对热流计算与加载过程的这种改进,缩短模拟计算时间、减少计算量、提高计算效率,验证了此算法正确可行,此种热场算法可以很方便的由双丝焊的热场计算与加载推广到多丝焊热场的计算与加载.

铸钢中贝壳状断口形成机理研究

采用示波冲击试验、断口分析和金相分析等方法,并结合断裂力学对铸钢中贝壳状断口的形成机理进行了研究。结果表明,沿一次晶晶界的成分偏析对裂纹扩展阻力的降低作用是铸钢中贝壳状断口形成的主要原因。

双丝埋弧焊FCB法单面焊双面成形工艺研究

埋弧焊FCB法单面焊双面成形工艺在船厂已有大量应用,针对国内单面焊工艺应用现状和高强钢的特点研制了高强钢双丝埋弧焊单面焊工艺配套焊丝与焊剂,同时系统分析了焊接规范、坡口形式、背面焊剂对焊道成形的影响。通过调整工艺使其接头性能达到技术要求,该技术有望实现埋弧焊FCB法单面焊工艺的国产化应用。

超声冲击技术改善焊接接头疲劳性能的研究进展

利用超声频率振动冲击改善高强钢焊接接头疲劳性能,是一种简单有效的超声冲击技术,得到广泛的发展。介绍超声冲击技术的研究进展及其改善机理,并对其应用前景作了展望。

成分偏析严重的12CrNi2MnCu铸钢冷脆转变特性研究

采用系列温度动态撕裂试验、断口分析和金相分析,并结合断裂力学研究了成分偏析严重的12CrN i2MnCu铸钢的冷脆转变特性。结果表明,本试验铸钢在试验温度范围内动态撕裂能普遍较低,但仍表现出冷脆转变特性。试验温度高于冷脆转变温度时,裂纹以沿脆化的一次晶晶界扩展为主,形成脆性的沿晶断裂;试验温度低于冷脆转变温度时,裂纹以在冷脆的晶内扩展为主,形成穿晶断裂。

超声冲击改善高强钢焊接接头残余应力的数值模拟分析

通过将数值模拟技术应用于超声冲击工艺的研究,合理处理超声冲击加载方式和接触条件,建立了超声冲击工艺有限元分析模型,计算结果与试验结果吻合较好。研究结果表明,10Ni5CrMoV钢焊趾部位存在高达660MPa的残余拉应力,超声冲击技术能够改善其残余应力分布,在焊趾部位形成超过400MPa的残余压应力。

Nb、Ti微合金元素对连铸10MnNiCr钢埋弧焊接头组织与韧性的影响

利用金相显微镜、冲击试验等研究了Nb、Ti微合金元素对连铸10MnNiCr钢埋弧焊焊接接头组织与韧性的影响。结果表明,Nb V Ti钢的焊缝和焊接热影响区比Nb V钢的具有更高的冲击韧性。其中Nb元素易促进侧板条铁素体形成,对韧性不利;Ti元素易使焊缝金属产生针状铁素体,并抑制CG HAZ晶粒粗化,对改善埋弧焊接头韧性有显著作用。

12CrNi2MnCu铸钢异常断口分析

结合断口SEM分析和金相分析研究了12CrNi2MnCu铸钢中的异常断口,结果表明该断口是由成分偏析、夹杂物和微孔引起的沿一次晶晶界断裂的贝壳状断口。