摩擦挤压焊接铝-钢接头的组织与性能研究

文章研究了LF5铝与A3钢摩擦挤压焊接工艺,该工艺已成功用于工业生产铝/钢电解电极。通过分析焊接工艺参数对LF5铝与A3钢接头金相组织、力学性能及导电性能的影响,获得了最佳的工艺参数。试验结果表明:摩擦挤压焊接形成的铝-钢接头的摩擦端面连接及螺纹挤压咬合连接提高了接头强度。通过该技术获得的焊接接头的导电性及力学性均能满足实际工业生产的要求。最优的摩擦挤压焊接参数是:旋转速度1 000 r/min,摩擦压力2.5 MPa,摩擦时间7 s,顶锻压力3.5 MPa,顶锻时间4 s。

石油方钻杆窄间隙焊接接头断裂韧性

研究了40CrMnMo石油方钻杆窄间隙脉冲焊接接头动态断裂韧性(KId)的测试及计算方法.结合石油方钻杆的使用方法、管体结构尺寸与焊接特点,试验选用多次冲击三点弯曲试验方法,对方钻杆的焊接接头的断裂韧性进行测定.试验过程采用多次冲击加载方法,用显微镜测量裂纹深度,用FORTRAN语言编程计算a值及KId.结果表明,焊缝的KId为母材的96%,但熔合线的KId值仅为母材的89%,通过分析试件的断口及接头的金相组织,发现熔合线粗大的魏氏组织是导致该区KId值下降的主要原因.

超大吨位起重机支腿制造过程中焊接裂纹产生原因分析及预防控制

本文对某大型起重机支腿制造过程中焊缝裂纹进行分析并制定焊接裂纹的预防控制措施,提升产品质量及可靠性。从低合金高强度钢母材的焊接性,焊接裂纹的分类及产生原因,预热温度,层间温度,焊接应力等方面分析支腿制造过程中焊缝开裂的原因,结合制造过程中超大吨位起重机支腿厚板焊接的操作方法,探索低合金高强钢厚板焊接过程中焊接裂纹的预防控制措施。

TC17钛合金自表面纳米化机制及组织演化

借助X射线衍射仪、透射电镜及显微硬度仪等先进仪器,研究经超音速微粒轰击(SFPB)处理TC17合金表面自身纳米化晶粒尺寸演化及纳米化机理。结果表明:超音速微粒轰击使TC17合金表面获得了纳米组织,并发生显著的加工硬化,表面显微硬度比基体硬度提高了1倍左右;随着SFPB处理时间的延长,纳米结构层厚度不断增加,晶粒逐步细化,当SFPB处理30 min后晶粒尺寸趋于稳定,在最表层形成了晶粒尺寸约为16.3 nm具有随机取向的等轴纳米晶粒。TC17合金表面自身纳米化主要是位错滑移、位错分割的结果;由于外界多方向载荷的重复作用而产生大量的位错,位错的滑移、积累、交互作用而产生位错墙和位错纠结,位错继续运动进而产生亚晶界、亚晶;随着应变的增加,更多的位错在亚晶界处产生和湮灭,从而使亚晶界、亚晶转变为晶界、晶粒;当位错的产生和湮灭速率达到平衡时,晶粒达到纳米量级。

Ti-6Al-4V钛合金表面纳米化机制研究

借助X射线衍射仪、透射电镜及显微硬度仪等先进仪器,研究了经超音速微粒轰击(SFPB)形变热处理Ti-6Al-4V合金表面自身纳米化晶粒尺寸演化及纳米化机制。研究结果表明:超音速微粒轰击使Ti-6Al-4V合金表面获得了纳米组织,并发生显著的加工硬化,表面显微硬度比基体硬度提高了1倍多;随着SFPB处理时间的延长,纳米结构层厚度不断增加,晶粒尺寸逐步细化,当SFPB处理30 min后晶粒尺寸趋于稳定,在表层形成了晶粒尺寸约为20 nm具有随机取向的纳米等轴晶。Ti-6Al-4V合金表面自身纳米化是由于位错运动、孪晶的形成及交割共同作用的结果;在多方向载荷的重复作用下,在塑性变形区产生了大量的由位错线和高密度位错缠结分割的位错胞,并在位错塞集处产生应力集中,进而形成孪晶;孪晶自身相互交割和位错的滑移相互协调,形成了细小的孪晶和胞状组织;晶胞组织转变为细小多边形亚晶;当孪晶尺寸细化到亚纳米级时,位错的滑移起主导作用,最终通过位错的湮灭和重组形成了具有随机取向的等轴状纳米晶粒。

Ti-6Al-4V合金超塑性变形时的组织演化

利用光学显微镜和扫描电镜对超塑性拉伸后的细晶Ti-6Al-4V合金分别进行了断口形貌分析和组织演化规律研究。结果表明:细晶Ti-6Al-4V合金室温拉伸时,断裂方式为准解理断裂;超塑性拉伸时,试样断裂的主要形式是韧窝-空洞聚集型断裂。在初始应变速率不变的条件下,随着拉伸温度的升高,α相晶粒尺寸增大,β相数量增多,空洞数量减少,且在840℃至930℃拉伸时,α相晶粒仍保持等轴状态,但在较高温度(960℃)拉伸时,α相晶粒被拉长,部分区域出现网篮组织。在拉伸温度不变时,随着初始应变速率的降低,α相晶粒尺寸增大,β相增多,空洞数量减少。高温(960℃以上)拉伸时,β相颗粒具有良好的塑性和较低的硬度,丰富的β相有利于晶界协调滑动,并对空洞的产生具有抑制作用。