空蚀过程中的热效应

在Ｃｒ—Ｍｎ—Ｎ奥氏体钢空蚀损伤的样品表面出现了高温 η－Ｎｉ３Ｔｉ相和尺寸约为 ３０ｎｍ的纳米晶前者是空蚀过程中的热效应所致，后者则是机械和热效应共同作用的结果推测在 Ｃｒ—Ｍｎ—Ｎ奥氏体钢空蚀试验时可能出现 １１００Ｋ左右的瞬时高温发展抗空蚀材料除了应考虑常温组织和性能外，还应考虑材料的高温组织。

钛与镍固态下焊接

用Gleeblel500热应力应变模拟试验机等研究了钛镍扩散焊时温度、压力和时间对焊着率和扩散层厚度的影响,以及扩散层的成分、组织和显微硬度的分布。结果表明,采用850℃,5MPa、5min的扩散焊规范可以稳定地获得100%的焊着率,扩散层厚度也不太大。为了大幅度减小扩散层厚度,进行了热压焊焊着率与变形量之间的关系研究,结果表明,当变形量超过60%时,可得到100%的焊着率。用镍作过渡层,采用热轧法制造钛钢复合板是可行的,比用铁或不锈钢作过渡层优越得多。

水轮机叶片裂纹的产生及对策

水轮机叶片裂纹严重威胁机组安全运行和降低经济效益。叶片裂纹是疲劳裂纹 ,主要由交变应力引起。固定导叶卡门涡、活动导叶后面和转轮下面过大的压力脉动都能引起机组强烈振动和产生过大的交变应力。叶片打磨产生残余拉应力应该受到重视。应对裂纹危险部位进行压应力防护处理。采用高强高韧奥氏体不锈钢代替0Cr13Ni4Mo可提高材料的韧塑性和疲劳性能 ,改善焊接性能 ,从而大幅度提高疲劳寿命。应提高制造工艺水平 ,同时 ,尽量避免低水头。

关于焊接应力变形两个问题的进一步探讨

讨论了焊缝是否存在压缩塑性变形问题和拉达伊D应力应变原理图存在的问题。指出刚刚经历熔化—凝固过程的焊缝不存在压缩塑性变形 ,一直承受拉伸塑伸变形。拉伸塑性变形区的范围要比拉达伊D的原理图上给出的大得多 ,对拉达伊D的原理图进行全面修改 ,提出新的焊接热应力应变原理图。在新原理图中 ,三组曲线分别是升温—降温、压缩—拉伸和拉伸弹性—塑性变形的分界线。将等温线所处的温度明确为熔点 ,它包围的区域为熔池。取消弹性卸载区的提法 ,改为弹性变形区。整个焊接板由弹性变形区、压缩塑性变形区、拉伸塑性变形区和熔池组成。

关于焊接残余应力消除原理的探讨

介绍了机械拉伸法、温差拉伸法、滚压法和低应力无变形焊接技术消除应力原理的传统观点 ,认为焊接时焊缝产生压缩塑性变形 ,消除应力的原理在于用拉伸塑性变形抵消、补偿压缩塑性变形。本文提出新的应力应变发展过程 ,指出焊缝不存在压缩塑性变形 ,一直受拉伸 ,熔合线附近处于脆性温度时承受较大的纵向拉伸应变 ,随着远离熔合线 ,应变值陡降。焊缝消除应力的原理在于用塑性应变减少甚至抵消弹性应变 ,在一般情况下是用拉伸塑性应变减少甚至抵消拉伸弹性应变。本文还阐述了各种消除应力工艺的原理并很好地解释了横向液化裂纹分布在熔合线附近和裂纹很短的现象。

水轮机抗空蚀磨损金属复层方法、材料和应用

在一般条件下,空蚀磨损状况是决定水轮机是否需要大修的主要因素,采用金属复层是水轮机表面防护以延长大修周期的主要措施。成功地应用Fe-Ni-Cr-B系的GB1系列焊条解决了水轮机空蚀及空蚀磨损联合作用问题,火焰喷焊Ni-Cr-B-Si等解决小型水轮机抗磨问题及超音速火焰喷涂碳化钨解决大中型水轮机抗磨损问题等。此外,还介绍了工程中也获得应用的其他复层方法。

焊接应力变形原理若干问题的探讨(二)

提出焊接残余应力形成和消除原理:焊接残余应力不是压缩塑性应变引起的,而是由于焊缝和近缝区金属在"力学熔点"及以下温度冷却收缩受阻产生的;消除焊接残余应力不是产生拉伸塑性应变以减少、抵消和补偿压缩塑性应变,而是将残余弹性应变转变为塑性应变;消除焊接残余应力并不是必须去除固有应变,部分去除或完全不去除固有应变也能完全消除残余应力。提出随焊后热精确控制应力变形焊接法,既可实现无应力焊接和无应力无变形焊接,也可实现适当压应力无变形焊接和较大压应力微变形焊接;并对传统方法与有限元法进行了分析比较。

关于焊接应力应变问题的再探讨

由于认为焊缝存在加热过程和忽视熔化现象的存在,导致传统观点认为的焊缝存在压缩塑性应变的错误。传统观点尚不能解释液化裂纹出现于熔合线处和裂纹很短的现象,用作者给出的高温应变分布图可很好解释。消除焊接残余应力并不是一定要去除固有应变源,有时不去除固有应变源仍可消除残余应力。消除残余应力的过程实质上都是将残余弹性应变转变为塑性应变的过程。

局部快冷减少焊接热裂纹的研究

ＮＮＰｒｏｋｈｏｒｏｖ认为随变形速度增加金属热塑性降低，降低冷却速度可以降低变形速度和焊接热裂纹倾向，并把预热和缓冷作为减少焊接热裂纹的措施。研究结果表明，焊缝局部快冷可以减少脆性温度区内的变形量，另外提高变形速度可以提高脆性温度区下半部金属的热塑性，从而增加允许变形速率和减少焊接热裂纹。在此理论研究的基础上，进行了３０ＣｒＭｎＳｉＡ钢鱼骨形试件的焊接试验，焊接时用热管强制冷却焊缝．实验结果表明，强制冷却焊缝可有效地减少焊接热裂纹。

爆炸冲击波压应力处理预防水轮机叶片裂纹的可行性

大型混流式水轮机叶片的开裂属疲劳裂纹问题,主要与交变应力过大和残余应力过高有关。研究和应用表明,采用焊后600℃×8h的热处理只能消除少量残余应力,接近屈服强度的剩余拉应力严重降低材料的疲劳性能,加速疲劳裂纹的形成和扩展。在叶片易开裂部位进行压应力处理可大大提高疲劳寿命,爆炸冲击波处理用一次均匀微量塑性变形代替喷丸或锤击的多次不均匀变形实现压应力处理,可以避免表面粗化和微裂纹,其形成的压应力层厚度可提高10倍以上,还能起到治愈缺陷的作用。经爆炸处理的16Mn钢焊接接头疲劳强度提高60MPa,疲劳裂纹扩展速率降低10倍。在已获得的100多件大型水工结构爆炸处理满意结果的基础上,此法用于水轮机叶片的压应力处理,提高其疲劳寿命是完全可行的。

Ti—Ni合金箔生产新工艺研究

ＴｉＮｉ合金具有许多特殊功能，但因生产工艺复杂，板材成品率低，箔材则更难生产，本文作者首次提出ＴｉＮｉ合金箔生产新工艺，即用扩散焊接－轧制－扩散处理制造ＴｉＮｉ合金箔，此法与传统的冶炼－锻造－轧制法相比，不仅工艺简单，而且成品率高，成本低；不仅可以生产接近等原子比的ＴｉＮｉ合金箔材，也可以生产不同厚度的板材。

焊接应力变形原理若干问题的探讨(一)

在焊接加热和冷却过程中,组成焊件的小窄条之间不可能存在完全刚性拘束,端面不可能保持平面,会分别产生凸出和凹进,平截面假设不成立。不用平截面假设也可以得到类似的焊接残余应力分布。焊缝不存在残余压缩塑性应变,只存在拉伸应变,焊缝和近缝区残余压缩塑性应变分布和大小的传统观点不成立。提出新的近似用熔池最宽处温度分布表示的拉伸塑性应变分布原理图及其相应的计算公式。

钛合金高压气瓶焊后热处理

等离子弧焊接的钛合金高压气瓶的焊接残余应力较低,对断裂控制影响不大,因此焊后热处理可不以消除残余应力为主要目的。550℃、4h比600℃、2h处理强度高3.4×10~7Pa,故推荐采用前者,真空热处理可改善表面质量和降低氢含量。

钛合金活性剂氩弧焊研究进展(1)

钛合金氩弧焊时加卤化物等活性剂焊接(A-TIG焊)不仅气孔明显减少,而且熔深可成倍增加,焊接接头力学性能也有所改善。由于焊接热输入可大大降低,因此会改善焊接接头组织和减少应力变形。厚板焊接时可大幅度提高生产率。文中介绍了A-TIG焊活性剂及形态、活性剂对焊缝熔深/熔宽比及焊接质量的影响、深熔机理及焊缝成形问题,并对一些问题进行了评论。

逆向焊接温度场原理及应用

不均匀焊接温度场产生焊接应力和应变，引起裂纹和脆断等恶果。提出逆向焊接温度场的原理和应用可能，对减少裂纹和变形、降低应力和预防脆断有一定指导意义。

局部快冷在熔化焊接过程中的应用

提出了在焊接过程中对高温区的特定部位进行局部快冷 ,可控制焊接高温应力应变发展过程 ,改变热源形态 ,从而达到减少焊接裂纹、焊接应力、残余变形及阻止晶粒长大等作用。

水轮机部件过流表面的金属材料磨蚀防护

介绍了GB1焊条堆焊、粉末喷焊和碳化钨涂层三种工艺各自的优缺点和适用范围。GB1焊条堆焊层具有优异的抗空蚀、抗磨蚀性能,良好的抗磨性,适用于强空蚀、磨蚀部位的防护。粉末喷焊层具有良好的抗空蚀、抗磨蚀性能,优良的抗磨性,适用于小型水轮机过流部件的防护。碳化钨涂层具有极好的抗磨性,但是抗空蚀性能差,适用于大中型水轮机过流部件的磨损防护。就抗磨寿命而言,单层的GB1焊条堆焊层、粉末喷焊层略低于碳化钨涂层。喷焊和堆焊可能引起变形,而涂层则基本不会。GB1焊条堆焊性价比最高。

水轮机叶片裂纹的压应力防护技术

大型水轮机转轮叶片由于制造过程中产生的残余拉应力是产生疲劳裂纹的主要原因。本文引入爆炸处理及逆焊接加热处理方法的压应力防护技术是一种颇有前景的防止转轮叶片裂纹的方法,值得进一步研究和探索。

新型CrMnNiN奥氏体不锈钢的抗空穴腐蚀及磨损性能

对新型CrMnNiN不锈钢JA2 ( 0 .2 3C 1 3Mn 1 7Cr 1 9Ni 1 5Mo 1Si 0 33N)的抗空穴腐蚀及磨损性能进行了测试 ,结果表明 ,这种奥氏体高锰不锈钢具有高的加工硬化率和好的韧性 ,比目前水轮机转轮及叶片常用的 0Cr1 3Ni5Mo有更高的抗空穴腐蚀性能及耐泥沙磨损性能。