感应加热回火对调质管材性能组织的影响

采用感应加热对C-Mn淬火态钢管进行了快速回火处理,研究了回火温度对性能的影响规律,并与传统回火后的性能进行了对比,结果表明,两者屈服强度相当,随回火温度变化规律相同,但抗拉强度前者高于后者约25MPa,且感应回火后延伸率明显高于传统回火的。采用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜微观组织分析手段对比了感应回火与传统回火的组织差异,并进行了理论分析,相比传统回火,感应回火后析出碳化物细小弥散分布是导致性能差异的主要原因。

层间温度对CMT电弧增材制造2Cr13不锈钢薄壁件成形及组织和性能影响

该文利用冷金属过渡(Cold metal transfer,CMT)技术,使用电弧丝材增材制造系统制造2Cr13马氏体不锈钢单道多层薄壁试样,并研究了不同层间温度(100℃,150℃和200℃)对薄壁试样表面成形,微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,较高的层间温度会使得薄壁成形件整体温度升高,散热状况变差,熔池高温存在时间增长,熔融金属流动性增强,最终导致成形件表面变差甚至塌陷。成形件中部组织在经历反复加热和冷却过程后,主要由极为细长的板条马氏体组成,并伴有少量铁素体以及沿铁素体晶界析出的碳化物。靠近重熔区位置由于熔池的热作用会导致马氏体组织过热而发生相变,形成密集的铁素体。随着层间温度减小,成形件晶粒尺寸和分布更为细小均匀;另外,弥散分布在铁素体晶界上的碳化物阻碍位错运动,两者的共同作用使得显微硬度和抗拉强度随层间温度降低而升高,同时拉伸试样的断后伸长率也随之增大。拉伸断裂形式均为韧性断裂,随着层间温度的减小,同取样方向上拉伸试样断口尺寸越来越大,韧窝也越来越深。

退火温度对激光熔化沉积TC31高温钛合金组织与性能的影响

为改善激光熔化沉积TC31高温钛合金力学性能,本文通过光学显微镜、SEM、TEM和力学性能测试的方法研究了退火温度对合金中组织演化行为的影响,及其与合金室温和650℃高温力学性能的关系。结果表明:组织中初生α相含量随着退火温度升高而降低,其溶解主要发生在950℃以上,980℃退火后含量仅为29%。当退火温度超过930℃时,初生α相片层宽度明显增加。随着退火温度升高,α/β界面处析出的(Ti,Zr)6Si3相尺寸增加,且进入α相片层内部。合金在800~1000℃退火时,合金室温拉伸屈服强度随退火温度升高趋于降低。受相界面析出的硅化物聚合长大及α相片层尺寸增加等因素影响,合金高温屈服强度随退火温度升高先降低后增加。合金经过1000℃退火后,呈现良好的高温性能,其650℃下抗拉强度达657 MPa、屈服强度约为466 MPa、延伸率27%。

Cu含量对电弧熔丝增材制造Al-Cu合金高温组织与性能的影响

为研究Cu含量对电弧熔丝增材制造Al-Cu合金堆积体高温组织与性能的影响,对Al-Cu合金堆积进行200℃保温30 min处理,通过金相、SEM、EDS及拉伸试验,分析其显微组织和力学性能。结果表明:高温下随Cu的质量分数由5%增至6.3%,Al-Cu合金堆积体晶粒尺寸无变化,未固溶θ相的数量增多、尺寸增大;晶粒内部平衡θ相的数量先增多后稳定变化;Al-Cu合金堆积体高温力学性能先升后降,Cu的质量分数为5.65%的Al-Cu合金堆积体具有最优的力学性能,抗拉强度为355 MPa,屈服强度为345 MPa,伸长率为6.5%。

Sc对ER5356焊丝接头组织与性能的影响

分别以Al-Mg和Al-Mg-Sc焊丝作为填充材料,采用MIG焊接工艺对20 mm厚7A52铝合金板进行对接焊。分析了Sc对接头显微组织、力学性能、孔隙率的影响。结果表明:Sc的添加使熔敷金属的抗拉强度和断后伸长率分别提高了3.1%和9.1%,使其横截面的气孔率下降了66.4%;焊接接头抗拉强度和断后伸长率分别提高了3.5%和1.6%,拉伸断裂机制为韧性断裂。此外,Sc的添加细化了熔敷金属和焊缝的晶粒;使焊缝边缘组织的柱状晶的轴比降低;并在熔合区生成Al_(3)Sc粒子,成为MgZn_(2)的形核点,促进Zn向熔合区扩散。

SiC_(p)/2024Al复合材料热挤压对激光焊接接头组织性能的影响

采用SiC颗粒增强铝基复合材料替代铝合金制造舰船船体或装甲车体,是解决当前舰船、装甲机动性和防护性二元矛盾的潜在途径。在实际应用过程中因为供货渠道不同,此材料存在不同的状态,这对材料焊接会产生较大的影响。对不同供货状态的SiC_(p)/2024Al复合材料进行激光焊接,对比热挤压前后材料的焊缝成形情况,分析热挤压工艺对焊缝成形以及焊缝接头的物相和显微组织的影响;通过显微硬度,拉伸等力学性能测试,分析复合材料的断裂行为并确定其断裂机理。试验结果表明:热压烧结的SiC_(p)/2024Al复合材料激光焊缝中存在大量的气孔缺陷,接头的最高抗拉强度为76 MPa,仅达到母材强度的28%,焊接后材料强度下降严重;采用热挤压后的复合材料进行激光焊接,焊缝完整,无气孔缺陷,接头没有出现明显的低硬度区域,接头的抗拉强度达到124 MPa,相比于热挤压前的材料焊接接头抗拉强度上升60%;相较于热压烧结的材料,热挤压后的材料焊接性明显增强,接头力学性能有明显的提升。

Mg含量对ER5356铝合金焊丝熔敷金属组织和性能的影响

针对国产ER5356铝合金焊丝,用熔化极惰性气体保护焊(MIG)制备ER5356铝合金焊丝熔敷金属,研究Mg含量对其组织和性能的影响。结果表明:熔敷金属主要由α(Al)基体相和少量β(Al_(3)Mg_(2))相组成;熔敷金属层内中心部位以尺寸较小的树枝晶组织为主,近界面处以柱状晶为主,界面区以细小的等轴晶为主;熔敷金属顶部区域为发达的树枝晶结构,Mg出现了晶内偏析,随Mg含量升高,偏析加剧;随焊丝中Mg含量的增高,熔敷金属的抗拉强度和屈服强度提高,而伸长率先增后减,Mg的质量分数为4.49%的熔敷金属综合性能最佳,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为277.7 MPa、131.3 MPa、34.2%。

单晶合金激光增材修复接头组织和性能研究

采用激光熔化沉积技术对DD6单晶高温合金进行修复,利用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度仪对单晶母材和增材修复接头的组织特征和力学性能进行对比研究。结果表明:激光熔化沉积修复组织为外延生长的定向凝固柱状晶组织,由γ相基体和少量晶间MC型碳化物组成;DD6单晶合金基体热影响区微观形貌和物相组成与母材相似,但其γ′相的尺寸(≤0.2μm)更小,且γ′/γ的比例明显降低。经激光熔化沉积修复后,增材修复区的显微硬度可达450~470 HV,显著高于DD6单晶基体,具有更优异的耐磨损性能。

激光增材制备Ti-6Al-4V/TiC金属陶瓷熔覆层组织与性能强化

Ti-6Al-4V合金因具有良好的强度、塑性、韧性、耐蚀性以及可焊性,在航空航天以及化工装备制造领域具有广泛应用,但其硬度以及耐磨性不高等性能短板,一定程度上限制了其摩擦磨损工况下的服役寿命。本研究基于激光熔覆优化工艺方法,增材制备具有TiC添加相的Ti-6Al-4V合金同质金属陶瓷熔覆层,表征并验证TiC增强相对熔覆层组织以及基本力学性能的强化作用。结果表明:熔覆层主要物相包括α-Ti,β-Ti以及TiC,其中TiC在熔覆层内过饱和析出,且受熔覆层不同位置过冷度差异影响,析出的TiC在熔覆层顶部以细小的颗粒状为主,而在熔覆层中部则主要呈树枝及花瓣状析出,熔覆层底部新增了麦穗状的析出形状,而稀释区则未见明显TiC析出。熔覆层平均显微硬度为530HV0.5,较基体提升了61%;在35 N载荷下,熔覆层平均摩擦因数为0.3583,较基体降低了11%,体积磨损率约为基材的87%,磨损形式为黏着磨损和磨粒磨损。

纳米改性Al-Zn-Mg-Cu合金电弧熔丝增材成形工艺及组织和性能

采用电弧熔丝增材制造技术(WAAM)对纳米改性Al-Zn-Mg-Cu合金进行成形试验,分析了焊接电流、焊接速度、沉积路径、层间等待时间对成形性能的影响.结果表明,在焊接电流190 A、焊接速度350 mm/min、往复沉积、层间等待时间为90 s时合金具有良好的成形性能.对制备的直壁墙体进行了沉积后热处理,对不同状态合金的组织和性能进行了研究.沉积态及热处理态合金显微组织均具有优异的各向同性,由细小的、无明显取向的等轴晶组成.T6处理显著提高了沉积态合金的硬度及力学性能,T6处理后平均硬度为178.3 HV,较沉积态提升61%,沿横向抗拉强度(Rm)、屈服强度(R_(eL))与断后伸长率(A)分别为469.7(±5.1)MPa,366.3(±1.4)MPa与6.4(±0.4)%,沿纵向抗拉强度(Rm)、屈服强度(R_(eL))与断后伸长率(A)分别为454.3(±18.8)MPa,364.7(±16.7)MPa与5.9(±0.5)%,具有良好的力学性能各向同性.

熔覆电流对铁基TiC耐磨层组织与性能的影响

为研究等离子熔覆电流对铁基TiC耐磨层组织和性能得影响,分别制备了熔覆电流为140 A、160 A、180 A和200 A的铁基TiC耐磨层,并对其微观形貌、显微硬度及耐磨粒磨损性能进行了表征分析。结果表明:耐磨层显微硬度先增加后减小,而磨损失重量呈逐渐增加趋势。熔覆电流为140 A时,耐磨层耐磨损性最好,显微硬度HV达755,可获得较好的综合性能。

7005铝合金主桥节工作站MIG系统设计与焊接接头组织性能研究

应急桥梁作为灾害救援中能发挥出极大作用的救援装备,自身质量应尽量小,铝合金自身密度低、质量轻,可解决这个问题.但目前,应急桥梁的部件仍使用手工焊,这种方法不仅生产效率低,焊接的质量也不稳定.文中使用焊接工作站来焊接主桥节,分析了工件的尺寸、结构和焊缝位置,进行了总体方案的设计,选择了4台机器人搭配单台变位机的焊接方案,完成对工作站总体布局.并对主桥节材料7005铝合金进行了焊接接头组织和性能试验,选择使用单丝MIG焊完成对7005铝合金试样的焊接,并对试样进行力学性能测试.试验表明:焊缝的抗拉强度平均为290.74 MPa,断裂在热影响区;焊缝区的热影响区硬度最低,平均为75 HV,焊缝中心处区稍高,平均为115 HV,母材硬度最高,平均为165 HV.通过金相照片观察试样的接头组织,发现热影响区晶粒粗大,并分析了焊缝产生气孔以及焊缝热影响区软化的原因,并提出了解决措施,可以应用到实际生产中.

铜-镍中间层对钛/钢激光焊接头组织与性能的影响

文章采用添加铜-镍作为中间层的激光热导焊工艺制备钛/钢搭接焊接头,通过改变激光功率对焊接接头组织与性能的变化进行研究。研究表明,铜-镍中间层的加入改变了钛/钢激光焊接熔池的组织形貌以及元素分布情况,通过SEM、EDS、XRD等对熔池各区域检测分析,发现在靠近钛母材一侧形成了Ti-Ni、Ti-Cu等新相,有效抑制了Fe-Ti二元脆性相的产生,通过力学实验发现激光功率为2900W时,钛/钢焊接接头的力学性能最好,最大剪切力为1845.02N,说明铜-镍中间层的添加改善了钛/钢异种金属的焊接性。

痕量元素Se对K4002合金组织和性能的影响

K4002合金是目前广泛使用的一种镍基铸造高温合金,其技术标准中对痕量元素Se含量未做控制要求。同时,已有研究表明Se对不同合金的影响规律不尽相同。为阐明元素Se对K4002合金组织和性能的影响,通过热力学软件计算了K4002合金的平衡析出相,并研究了痕量元素Se对K4002合金组织和性能的影响规律。结果表明,K4002合金的主要平衡析出相为基体γ相、γ′相、M_(3)B_(2)型硼化物、碳化物(MC型、M_(6)C型和M_(23)C_(6)型)及少量的Ni5Hf相。MC型碳化物富集Hf、Ta元素,M_(23)C_(6)型碳化物富集Cr元素,M_(6)C型碳化物主要富集W元素同时含有一定量的Ni和Cr元素,M_(3)B_(2)型硼化物主要富集W元素同时含有一定量的Cr元素。随Se含量的升高,K4002合金的平均持久寿命呈现逐渐下降的趋势。这是由于晶界处偏聚的Se元素不断增多并逐渐形成低熔点相甚至是显微疏松,削弱了晶界的强度。应将K4002合金中的Se元素含量控制在3×10^(-6)以下.

选区激光熔化铝合金的组织和性能各向异性研究

基于Al-4.8Mn-1.7Mg-0.75Sc-0.75Zr铝合金,研究了各向异性对合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,选区激光熔化制备出无裂纹致密合金样品,纵截面显微组织有典型熔池结构,由细等轴晶粒和长柱状晶组成,横截面显微组织有条带状结构,由细等轴晶组成。经时效处理后,横向试样屈服强度、抗拉强度和伸长率分别是512 MPa、540 MPa和15%,而纵向试样的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别是502 MPa、536 MPa和12%,力学性能各向异性不显著。

SiC_(p)含量对SiC_(p)/Al-1.2Mg-0.6Si铝基复合材料组织和性能影响

采用粉末冶金法制备SiC_(p)/Al-1.2Mg-0.6Si铝基复合材料,分析了该复合材料的均匀性和界面结合情况,探讨了几种体积分数该复合材料的显微组织和性能变化。结果表明,SiC颗粒和基体之间的界面清晰平滑,界面结合良好,但随着热压温度的增加,SiC与基体间的微观缩孔和析出相逐渐增多。随着SiC颗粒含量的增加,材料的弹性模量、热导率显著提高,弯曲强度先升高后下降,而热膨胀系数逐渐降低。

导板引导下精准微创根管治疗后牙体组织抗折性能的影响

探讨导板引导下精准微创根管治疗后对患者牙体组织抗折性能的影响。方法 选入的病例均于2020年1月~2020年12月期间在我院进行下颌第一恒磨牙的拔除治疗,共计80例和80颗患牙,在随机数字表法要求下将其分组为观察组(40例)及对照组(40例),两组均以常规开髓根管治疗,观察组在此基础上通过导板介导下精准微创根管治疗进行处理,对比不同组别病例治疗过程的开髓时间、预备根管时间等指标,离体牙充填修复后载荷力情况和可修复折裂的发生率,最后从患者治疗前后的躯体功能、心理功能、物质生活等方面评估其生活质量。结果 观察组开髓消耗时间与根管预备时间短于对照组,开髓孔面积与牙牙合总面积占比比较更低(P<0.05)。离体牙充填修复后的载荷力高于对照组(P<0.05),而可修复折裂发生率仅为2.5%,低于对照组的20%(P<0.05)。治疗前两组生活质量评分无比较差异(P>0.05),治疗后观察组的各项评分更高(P<0.05)。结论 导板引导下精准微创根管治疗的方案可提高患者的疗效及牙齿抗折性能,还能减少开髓消耗时间和根管预备时间等,操作方便,稳定性强,促进患者治疗后生活质量的提升。

不同原料对水下激光直接金属沉积修复HSLA钢微观组织和力学性能的影响

水下激光直接金属沉积(UDMD)技术在海洋受损结构的现场修复方面显示出巨大的潜力。本研究针对柔性原料替代的可能性,采用两种不同性能的粉末对提前准备好的HSLA钢板进行UDMD修复。系统研究了合金成分和UDMD工艺对修复性能的综合影响,包括微观组织、力学性能和腐蚀行为。

退火温度对FeNiCr中熵合金组织及力学性能的影响

采用磁悬浮感应熔炼法制备了FeNiCr中熵合金锭,经过80%压下量的室温冷轧变形后,分别在700℃、800℃、1000℃和1100℃下进行保温退火处理1 h,研究退火温度对FeNiCr中熵合金显微组织和力学性能的影响及其规律。结果表明:经不同温度退火处理后FeNiCr中熵合金始终保持着简单的单相FCC结构;轧制态FeNiCr中熵合金微观应变和位错密度均较高,随着退火温度升高中熵合金的位错密度和微观应变均逐步变小,到1100℃时微观应变几乎消失;在700℃低温退火后形成了一些细小等轴晶以及退火孪晶,再结晶不完全,到1000℃退火后发生了完全再结晶,退火温度继续增加就会出现晶粒粗大;从700℃升高至800℃时,平均晶粒尺寸增幅比较高并达到接近4倍,1100℃退火时晶粒尺寸最大且达到了21.3 μm。从其工程应力–应变曲线可知,在700℃退火时中熵合金屈服强度和抗拉强度分别高达886 MPa和982.9 MPa,断后伸长率仅为14.1%;但是随着退火温度不断升高,分别减少到1100℃的387 MPa和583 MPa,断后伸长率却提高到36.1%,其断口韧窝数量和大小均同步增大;退火温度从700℃升至1100℃时,合金显微硬度值则分别从428.1 HV0.2降低278.5 HV0.2,出现了大幅减少。

镁含量对挤压铸造铝铜合金显微组织及性能的影响

文章深入了解镁含量对挤压铸造铝铜合金组织与性能的影响,进行了合金化、力学性能测试、显微组织实验研究。结果表明:在40MPa及以上挤压力,镁含量在0.5%~1.0%可以显著提高材料的抗拉强度和塑性;50MPa挤压力,低镁含量合金Ⅰ的抗拉强度达到309MPa,延伸率为9.8%,综合性能较高,断口显示韧窝明显。该挤压力下合金Ⅰ的显微组织可见较多点状分布的共晶相,部分共晶相在固溶处理时溶入基体产生固溶强化。