蓝光激光熔覆纯铜覆层的组织及性能

纯铜材料对红外波段的激光吸收率较低,难以进行传统红外激光熔覆,因此限制了纯铜材料在表面防护领域的应用。本研究采用蓝光激光熔覆技术制备纯铜涂层,通过理论计算结合实验验证获得了其制备工艺参数。随后对纯铜熔覆层的微观组织、显微硬度和摩擦磨损行为进行分析,并结合XRD和EDS研究了蓝光激光熔覆制备的纯铜涂层的元素分布和物相组成。结果表明:采用蓝光激光熔覆技术制备的纯铜材料具有较大的工艺窗口,可获得成形良好的熔覆层。蓝光激光熔覆后,熔覆界面处出现了明显的金属间化合物相NiCu_(4)以及FeCu_(4)。纯铜熔覆层的显微硬度小于基体材料,并且在结合界面存在明显的硬度变化过渡区域,因此涂层和基体之间的稀释区较大。在室温干摩擦磨损条件下,熔覆层的磨损行为以粘着磨损为主,磨粒磨损为辅,并且存在明显的氧化磨损。

不同补焊次数下ZG06Cr13Ni4Mo的组织演变规律

为了明确不同补焊次数下ZG06Gr13Ni4Mo马氏体不锈钢补焊区显微组织的演变规律,采用钨极气体保护电弧焊(Gas tungsten arc wel-ding,GTAW焊)对40 mm厚ZG06Gr13Ni4Mo板进行一次、二次补焊,每次补焊完成后进行600℃下2 h的回火。分别采用OM、SEM、EBSD和TEM检测母材和不同补焊次数下补焊区的显微组织变化,研究补焊区域的组织演变规律。结果表明:补焊区的物相主要由马氏体和少量逆变奥氏体组成,逆变奥氏体以细条状分布在马氏体边界及基体内。补焊区中逆变奥氏体的含量随补焊次数的增加而增多,而且焊缝区逆变奥氏体的含量大于热影响区。此外,补焊区的晶粒有细化的趋势,相对于母材,一次及二次焊缝区的晶粒尺寸细化了45.2%和61.9%,焊缝区的晶粒尺寸比热影响区分别细化了40.8%和48.3%,逆变奥氏体的大小约为马氏体的50.0%。补焊区域织构的取向由铸件的〈101〉转变为各向异性,小角度晶界减少,大角度晶界增多。随补焊次数增加,补焊接头的硬度、抗拉强度逐渐下降,塑性得到改善。

B对不锈钢药芯焊丝堆焊层组织及性能的影响

为了研究B元素对不锈钢药芯焊丝堆焊合金的组织及性能的影响,采用熔化极气体保护焊在碳钢板表面制备出不同B含量的不锈钢合金层,然后对堆焊层进行显微组织、物相组成、硬度及耐磨性分析。结果表明:堆焊层以奥氏体为基体,硬质相为M_(2)B相和少量的Fe_(3)(C,B)相;加入适量的B可以显著提高堆焊层的硬度和耐磨性,当B含量为2%时,堆焊层性能最佳,最大硬度值达到43.5 HRC,磨损量最小;随温度的升高堆焊层合金的磨损机理由磨料磨损逐渐向黏着磨损转变,磨损量逐渐增多。

深冷处理对ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢组织及力学性能的影响

为了研究深冷处理对ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢组织及性能的影响,将试样分为6组,通过改变不同深冷时间(0、12、18、24、30、36 h)分别测试各组试样的拉伸性能及硬度的变化情况,观察各组试样的金相显微组织及拉伸断口形貌。结果表明:合适的深冷参数促使残余奥氏体向马氏体转变,并使晶粒得到细化,从而使材料强度及硬度得到了提升。当深冷时间为18 h时,试样的力学性能取得了最佳值,其抗拉强度与屈服强度分别达到了1109.0和937.7 MPa,硬度达到了36.8 HRC。

磁场参数对AZ31焊接接头组织和性能的影响

对5mm厚的AZ31镁板进行GTAW焊接的过程中,外加纵向交流磁场。通过对接头力学性能和显微组织分析,研究磁场参数对AZ31焊接接头组织和性能的影响规律,并墩磁场作用机理进行研究。结果表明,外加纵向磁场通过旋转电弧对熔池进行搅拌,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善,同时磁场的电磁搅拌作用可以净化熔池中液态镁合金(使杂质球化并弥散分布),促进气泡上浮,降低镁合金焊接热裂纹敏感性,抑制热裂纹产生。

磁场电流对镁合金焊接接头疲劳性能的影响

对5 mm厚的AZ31镁合金板进行GTAW焊过程中,施加纵向交流磁场,在施焊过程中调节磁场参数对试样进行疲劳试验.采用扫描电子显微镜及光学金相显微镜对疲劳试样的断口和显微组织进行分析,研究磁场电流对AZ31镁合金接头组织和力学性能的影响规律,并对磁场作用机理进行探究.结果表明,外加纵向磁场可以促使电弧旋转对熔池进行搅拌,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊接接头的疲劳性能得到改善.当磁场电流Im=2 A时,焊接接头疲劳性能达到最佳值.

外加磁场对AZ31镁合金焊接接头组织性能的影响

在对5mm厚的AZ31镁合金板进行GTAW焊接的过程中,外加纵向交流磁场,研究了磁场对焊接接头的力学性能和显微组织的影响,并探讨了磁场的作用机理。结果表明:外加纵向磁场通过旋转电弧对熔池进行搅拌,不仅可以细化晶粒,使焊接接头的抗拉强度、硬度得到改善,还可以净化熔池中液态镁合金(使杂质球化并弥散分布),此外磁场的引入还可降低镁合金焊接热裂纹的敏感性,抑制热裂纹的产生。

磁场作用下镁合金焊接接头力学性能的变化

采用钨极氩弧焊(GTAW)方法焊接AZ31镁合金,并在焊接过程引入纵向交流磁场.焊后,检测不同参数下焊接接头的成形系数、拉伸性能和硬度,并对显微组织进行分析,研究磁场参数对焊接接头成形特点及组织性能的作用规律.结果表明,外加纵向交流磁场通过改变电弧和熔池的运动状态,使熔池的散热及结晶条件得到改变,使焊缝的成形系数变大,焊缝的显微组织得到细化,力学性能得到提高.当磁场电流为2.0A,磁场频率为20 Hz时,焊接接头的力学性能达到最佳值,其中抗拉强度为231 MPa,断后伸长率为11.5%,断面收缩率为14.8%,硬度(HV)为14.40 MPa,焊缝成形系数为4.06,强硬比为16.04.

镁合金磁控TIG焊工艺参数的优化设计

在AZ31镁合金的TIG焊过程中施加交流纵向磁场,通过调节磁场参数和焊接参数进行施焊.为了研究磁场参数与焊接工艺参数联合作用下镁合金焊接接头组织性能的变化规律,简化试验步骤,采用正交试验对磁场参数和焊接工艺参数进行设计,并对不同参数下焊接接头的显微组织、硬度和拉伸性能进行分析,确定最佳参数匹配.结果表明,当焊接电流为80 A,磁场电流为2 A,磁场频率为20 Hz时,镁合金焊接接头的力学性能达到最佳值.

磁场下镁合金A-TIG接头成形性及显微组织分析

在对5 mm厚的AZ31B镁合金板材进行A-TIG焊焊接过程中引入外加纵向磁场,试验所用的活性剂是以氧化物为基的活性剂,试验中改变磁场参数,对焊接接头的成形性、组织及性能进行试验和检测,研究磁场参数对镁合金A-TIG焊过程的影响规律.结果表明,活性剂及磁场共同作用可以改善焊接接头的成形性和组织形态,在磁场频率为10 Hz,磁场电流为2 A时,焊接接头的成形系数和性能得到了最佳值,此时成形系数为2.304,硬度为980.98 MPa;外加磁场通过电磁搅拌作用与活性剂相结合,改变了熔池的流行形态,使金属液由四周向中心流动并伴有搅拌,进而使焊缝熔深增大的同时细化组织,改善接头力学性能.

原位合成TiC和M_7C_3陶瓷硬质相的生长习性

采用等离子弧堆焊设备在低碳钢表面堆焊一层Fe-Cr-Ti-C系陶瓷复合堆焊合金,原位合成TiC和M7C3陶瓷硬质相,分析熔池中TiC和M7C3陶瓷硬质相的形成机制.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)等设备进行检测分析.结果表明,堆焊层中原位合成了"十字开花状"、"短杆状"、"颗粒状"的TiC陶瓷硬质相和不规则"六角杆状"的M7C3陶瓷硬质相;部分TiC和M7C3陶瓷硬质相紧密结合,提高了TiC陶瓷硬质相与基体组织的结合强度;M7C3可以附着在TiC颗粒上生长,TiC硬质相的形成提高了M7C3的形核率.

机械振动频率对高强度钢焊接接头低温韧性的影响

为了研究机械振动频率对低合金高强度钢焊接接头低温韧性影响,采用Ar+CO2混合气体保护进行多层焊接,同时施加不同频率的机械振动.结果表明,机械振动可以改善高强度钢焊缝的低温韧性和显微组织,相比无振动焊接,施加振动后焊缝中针状铁素体以细小弥散形式分布,且焊缝中大夹杂物数量明显减少;在振幅一定的情况下,焊接接头冲击性能对振动频率不敏感;外加振动对焊接接头韧性的影响仅存在一定试验温度范围内,随着试验温度降低,振动对焊接接头韧性的提升效果逐渐减弱,试验温度降低至一定值,振动对焊接接头韧性的影响基本消失.

高强钢振动焊接工艺参数的优化

在WQ960高强钢GMAW焊接过程中施加机械振动,焊接过程中通过改变焊接电流、振动频率和振动振幅实现随焊随振.为了确定高强钢振动焊接的最佳工艺参数,引入正交试验方法,对各个参数下的焊接接头的微观组织、拉伸性能和冲击性能进行分析,确定最佳参数,并探究振动参数和焊接参数共同作用下高强钢焊接接头的组织性能演变规律及机理.结果表明,最佳振动焊接工艺参数为:焊接电流220 A,振动频率50 Hz,振动振幅0.5 mm;此时焊接接头的力学性能分别为:抗拉强度为875 MPa,冲击吸收功为70 J.这是因为振动可以细化晶粒,减少先共析铁素体的析出,进而使焊接接头的力学性能提高.

机械振动对WQ960钢焊接接头组织和性能的影响

采用机械振动辅助MAG焊焊接WQ960高强度钢,通过对不同振动参数下焊接接头的显微组织和力学性能分析,研究机械振动对焊接接头的显微组织、冲击韧性和抗拉强度的影响规律.结果表明,机械振动的施加提高焊缝和熔合区的冲击吸收功效果明显,可达15%,对热影响区的冲击吸收功影响不大,焊接接头的抗拉性能也有所提高,但幅度不大仅为2%.施加机械振动后改善了一次柱状晶的形态,得到以细小的针状铁素体为主的焊缝组织,这对提高焊接接头的强韧性十分有利.振动状态下焊缝冲击断口纤维区的韧窝较深,晶状区的解理台阶层次明显,存在较多的撕裂棱,且均匀细化.

振动条件下硬铝合金TIG焊接的工艺优化

采用Al-Si系焊丝对Al-Cu-Mg硬铝合金进行半自动TIG焊,焊接过程中施加机械振动.采用正交试验方法对工艺参数进行优化,并对不同工艺参数下硬铝合金的焊接接头进行拉伸性能、硬度、显微组织和物相分析,分析振动参数和焊接参数对焊接接头组织性能的影响规律和作用机理.结果表明,最佳工艺匹配参数为:焊接电流I=110 A、振动幅度D=0.05 mm、振动频率f=50 Hz,此时接头的性能为:抗拉强度R_m=289.68 MPa,断后伸长率A=4.95%,焊缝平均硬度H为108.0 HV;合适参数的振动可以细化焊缝区显微组织、抑制孔状缺陷,并使焊缝显微组织为细小的等轴树枝晶和胞状树枝晶为主,进而提高焊接接头综合力学性能.

磁场作用下Cr_7C_3硬质相生长机制

将纵向磁场引入到Fe5铁基合金粉末的等离子弧堆焊过程中,通过磁场的作用影响堆焊层中硬质相的形态及分布.利用金相显微镜和X射线衍射研究堆焊层中硬质相Cr7C3的显微组织和取向行为.结果表明,具有顺磁性的硬质相Cr7C3在外加磁场的作用下进行形核及长大的过程中有明显的取向现象,在磁场电流为3 A时,堆焊层中硬质相的分布形态最佳,以细小的"六边形"为主,可以显著提高堆焊层的影响和耐磨性;硬质相的取向机理主要是高温的旋转取向和低温的择优取向.

电磁搅拌对压铸镁合金组织性能的影响

对5mm厚的压铸镁合金AZ91镁板进行电弧重熔过程中,外加纵向交流磁场。通过对重熔后试件进行力学性能和显微组织分析,研究磁场参数对AZ91组织和性能的影响规律,并对磁场作用机理进行研究。试验结果表明,外加纵向磁场通过旋转电弧对熔池进行搅拌,改变晶粒结晶过程,使重熔层中晶粒组织得到细化,进而使抗拉强度和硬度等性能得到改善,同时磁场的电磁搅拌作用可以净化液态镁合金(使杂质球化并弥散分布),促进气泡上浮,降低镁合金热裂纹敏感性,抑制热裂纹产生。

横纵磁场下铁基合金堆焊层组织性能的对比分析

将Fe5自熔合金采用等离子弧堆焊设备堆焊到低碳钢表面,在堆焊的过程中施加直流横向和直流纵向磁场,并调节磁场参数和堆焊工艺参数,对不同参数下堆焊试样进行硬度和磨损试验,采用显微电镜和扫描电镜对堆焊层显微组织进行分析,研究两种磁场状态下堆焊层组织、性能的差异性,并对其中的机理进行探究.结果表明,直流横向磁场和直流纵向磁场均可提高硬质相的形核率,改善堆焊层的组织性能;横向磁场作用下堆焊层中硬质相杂乱分析,而纵向磁场使堆焊层中的硬质相以规则的"六边形"出现,这使得横向磁场对提高堆焊层的硬度较明显,纵向磁场对提高堆焊层耐磨性效果明显.

异种材质堆焊渗透裂纹和气孔形成机理

将铝青铜和紫铜粉末在低碳钢上进行等离子弧堆焊,通过不同堆焊工艺的对比试验,总结出堆焊工艺对渗透裂纹和气孔的影响规律.结果表明,焊接热输入越大,产生的渗透裂纹倾向越大,气孔几率增加.渗透裂纹的产生与应力状态、大小和堆焊粉末的化学成分以及母材原始状态有关.低熔点共晶体和微裂纹是渗透裂纹形成的根本原因,而铜合金的液态润湿铺展和拉伸应力的作用是渗透裂纹扩展的诱因.只要合理选择焊接工艺和措施,可以避免或减少低碳钢钢板上堆焊铜合金时产生的渗透裂纹和气孔.

Mo元素含量对FeAlCuCrNiMo_x系高熵合金组织结构及性能的影响

为了研究Mo元素对FeAlCuCrNiMox系高熵合金的组织结构及性能的影响,将FeAlCuCrNiMox系高熵合金粉末制备成药芯焊丝,并用气体保护堆焊到45钢表面制备出FeAlCuCrNiMox系高熵合金,而后对堆焊层进行硬度、显微组织、物相组成及耐蚀性能分析.结果表明,FeCuCrAlNiMox系堆焊高熵合金呈现单一的AlFe固溶体,晶格结构为体心立方.当x=0.8时,合金堆焊层的晶粒尺寸最为细小,晶界强化明显,硬度最高,平均硬度达到47.8HRC,磨损量最小,为0.08g.加入一定量的Mo元素之后腐蚀电位降低,即耐腐蚀性能下降.