TC4钛合金T型接头双面双弧MIG焊接特性研究

对30 mm厚TC4面板和15 mm厚TC4腹板构成的T型角焊缝采用双面双弧MIG方法进行焊接,采用高速摄影对熔滴过渡形态进行了观测,采用数值模拟方法对比了单侧焊接和双面双弧焊接的温度分布,并对双面双弧焊接的焊缝成形进行了观测,对焊接接头组织进行了分析,并对接头显微硬度和拉伸性能进行了测试。结果表明:采用双面双弧MIG焊接可以获得成形良好内部无缺陷的焊接接头。焊接熔滴过渡形式为连续的滴状过渡,过渡过程稳定均匀。双侧焊接时,两侧温度场对称分布。接头冶金结合良好,焊缝组织为粗大的柱状晶,晶粒内部为长针状α'、层片状α和块状α相。面板侧热影响区为残余初生α、层片状α和残余β相。腹板侧热影响区为针状α、层片状α和残余β相。腹板和面板侧热影响区的显微硬度均高于母材。焊接接头抗拉强度达到969 MPa以上,断裂位置位于母材。

焊接顺序对TC4钛合金TIG焊T型接头残余应力和变形的影响

建立了TC4钛合金钨极惰性气体保护焊(TIG焊)T型接头的有限元模型并进行热源验证,研究了双侧同时同向(方案1)、单侧顺序同向(方案2)和单侧顺序反向(方案3)这3种焊接顺序对T型接头残余应力和变形的影响。结果表明:模拟得到焊接热循环曲线与试验曲线基本吻合,峰值温度相对误差小于5%,证明模型准确;3种焊接顺序所得T型接头的纵向残余应力在靠近焊缝处均表现为拉应力,远离焊缝处均表现为压应力,方案1接头位置残余应力变化梯度最小;方案1所得接头的变形最小,焊后翼板垂直度最优,因此双侧同时同向焊接更适用于需要严格控制构件焊接整体变形的场合。

TC4合金的新型本构关系

通过热态模拟试验 ,系统地研究了主要锻造热力参数 (变形速度、变形温度、变形程度 )与 TC4合金流动应力、微观组织之间的数值关系 ,采用数理统计原理 ,科学地分析并回归出了能综合反映锻造热力参数和微观组织演化过程对材料成形性能影响的本构方程 ,定性地探讨了各热力参数对 TC4合金组织和性能的影响规律 ,为TC4合金锻造过程的数值模拟和锻造热力参数的合理制订与控制提供了基础。

TC4钛合金电致塑性V型弯曲性能的实验研究

针对TC4钛合金常温下冲压成形性能差的问题,通过电塑性拉伸、电塑性V型弯曲实验,研究了脉冲电流对TC4钛合金V型弯曲性能的影响规律。电塑性拉伸实验表明,电流可有效提高TC4钛合金的延伸率,降低流动应力,当有效电流密度从9.03A·mm-2增加到11.84A·mm-2时,延伸率从20.1%提高到69.7%。电塑性V型弯曲实验表明,电流可有效提高TC4钛合金的弯曲成形性能,降低回弹角和弯曲成形力,当有效电流密度从14A·mm-2增加到38.67A·mm-2时,回弹角减小47.5%。

锻造工艺对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了不同锻造工艺(近β锻造、准β锻造、两相区锻造)对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,对比分析了不同锻造工艺的微观组织和疲劳裂纹扩展路径的关系。研究结果表明,与两相区锻造和近β锻造相比,TC4-DT和TC21钛合金经准β锻造后的疲劳裂纹扩展速率最低。准β锻造的锻件疲劳裂纹扩展路径曲折程度大,断口表面粗糙度大,有效地降低了疲劳裂纹扩展速率。

近β型钛合金Ti4Zr1Sn3Mo25Nb(TLM)热处理与材料强化研究

利用光学显微镜、X射线衍射仪、透射电镜和力学试验机、摩擦试验机研究了不同热处理条件对新型近β型钛合金Ti4Zr1Sn3Mo25Nb(TLM)的显微组织、相变以及力学性能和耐磨性的影响。结果表明:TLM合金在β相区固溶处理后主要形成亚稳的等轴β相(βms),在低温时效时βms开始分解,在晶粒内部形成大量密集次生α相(αs),并呈现点状和细针状分布,从而使合金产生弥散强化和细晶强化。680℃,1h空冷+510℃,6h空冷TLM钛合金的耐磨性最好,其耐磨性优于退火态Ti6Al4V和时效态Ti-13Nb-13Zr钛合金。

6061-T4铝合金搅拌摩擦焊T型接头拉伸断裂实验研究

针对6061-T4铝合金搅拌摩擦焊T型接头力学性能开展了实验研究,首先通过显微观测分析了T型接头的缺陷特征,随后进行了沿蒙皮板方向和沿支撑板方向的宏观拉伸实验,利用数字图像相关(DIC)方法研究了接头的拉伸断裂行为.实验结果表明,焊接接头中均存在弱连接缺陷,且弱连接缺陷是导致接头沿筋板断裂的主要原因.沿蒙皮板方向拉伸时,接头的强度受焊接参数的影响不大,且其断裂主要是由热影响区(HAZ)材料软化且两侧材料强度差异较大所引起;沿支撑板方向拉伸时,试件首先在弱连接缺陷处萌生裂纹,裂纹在载荷作用下沿弱连接所在的方向扩展,并在试件另一侧靠近筋板处产生明显的应力集中区域,最终试件发生剪切断裂失效.此外,接头沿筋板方向抗拉强度随焊接转速的增加有增大趋势.

添加Co_3O_4的AB_5型贮氢合金的电化学性能

用恒流充放电、循环伏安、线性极化及交流阻抗等方法,研究了Co3O4对AB5型贮氢合金电极电化学性能的影响。掺杂电极更容易活化,在电压1.15 V处出现二次放电平台,与空白电极相比,添加5%与10%Co3O4电极的0.2C最大放电比容量分别提高21.2 mAh/g和36.0 mAh/g;掺杂电极的循环稳定性较好,添加5%与10%Co3O4电极第100次循环的容量保持率分别为95.73%和97.37%。电化学性能提高是因为部分Co3O4在碱性电解液中发生Co-Co(OH)2可逆氧化还原。Co3O4提高了电极表面的催化活性,降低了电荷转移电阻;适量添加Co3O4,有利于提高合金电极的大电流放电能力。

固溶时效对β型Ti-4Al-22V合金硬度的影响

研究了时效对β型Ti-4Al-22V合金硬度的影响,结果表明:经不同固溶温度及时间的时效处理,使合金得到了明显的弥散强化,合金HRC硬度高达43。

平三角孔型轧制TC4钛合金棒材的三维弹塑性有限元分析

采用MSC.Marc三维大变形热力耦合弹塑性有限元软件和接触分析技术,对Y型轧机轧制TC4钛合金的三维变形过程进行了有限元仿真。以动态图像形式反映了金属变形过程,计算了轧件主要力学参数的分布值和极值,并在实验的基础上作了验证。模拟结果与现场轧机的记录数据十分吻合。表明采用本方法替代传统的通过实验来获取工艺设计所须参数的方法,可以达到减少实验次数,降低实验成本的目的。

高速车削TC4钛合金硬质合金刀片槽型对刀具磨损的影响

车削钛合金时刀片槽型对其磨损有较大影响,为研究其影响规律,采用QM和SM两种槽型的硬质合金刀片进行干式车削TC4钛合金试验,研究切削速度分别为95 m/min、139 m/min时两种槽型刀片的磨损特点。结果表明:在切削速度为95 m/min时刃口锋利的SM槽型刀片切削性能较好,在切削速度为139 m/min时刃口较钝的QM槽型刀片切削性能较好。

LaMgNi_4储氢合金的制备及工艺优化

采用正交实验对LaMgNi4储氢合金的制备工艺条件进行优化,系统研究了LaMgNi4制备工艺中易于损耗的La、Mg的附加添加量、烧结温度和烧结时间,并用X射线衍射(XRD)对其结构进行了表征。结果表明,La、Mg的附加添加量分别为4%和5%,样品由400℃以3℃/min的速度升温到750℃,并在750℃保温烧结2.5 h可以获得电化学性能较好的LaMgNi4单相合金。

TC4钛合金叶片等温锻造模具的弹性变形预测及型面补偿

为了控制TC4钛合金叶片等温锻造模具的弹性变形引起叶片尺寸偏差,使用DEFORM-3D软件模拟预测了模具的弹性变形;通过正交模拟试验研究了变形温度、摩擦系数、锻造速度等工艺参数对模具最大弹性变形的影响规律;并阐述了模具零件型面补偿原理,对模具零件型面进行二次迭代补偿,分析了模具零件型面补偿效果。结果表明:模膛叶身中心稍靠榫头区域的弹性变形量最大,为0.289 mm;工艺参数对模具最大弹性变形量的影响次序为锻造速度>摩擦系数>变形温度,工艺改进后模具的最大弹性变形量为0.119 mm,减小了59%;二次模具零件型面补偿后,叶片尺寸最大偏差为0.028 mm,减小了90%;实际生产验证发现,模具零件型面补偿方法能够控制叶片尺寸偏差,满足生产要求。

6061-T4铝合金单双道搅拌摩擦焊T型接头组织及性能

分别采用搅拌摩擦焊(FSW)单道焊和双道焊工艺方法制备铝合金T型接头,对比分析单道、双道FSW-T型接头的缺陷、显微组织、硬度及拉伸性能。结果表明:相对单道焊接头,双道焊工艺可有效降低FSW-T型接头缺陷尺寸及改善缺陷分布状态,隧道缺陷消失或面积降低,吻接缺陷长度降低;双道焊接头在前进侧和后退侧的组织和性能不均匀性明显降低,软化区范围和差异减小;双道焊接头拉伸性能明显提高,在筋板和壁板方向其拉伸性能普遍为母材的80%以上,明显高于单道焊接头的拉伸性能。

显微组织对医用TC4钛合金U型钉缩口的影响

通过光学显微镜、维氏硬度、拉伸实验、X射线衍射和电子背散射衍射等方法,对比分析了两种缩口尺寸不同的医用U型钉用TC4钛合金棒材的显微组织和力学性能。基于两种棒材的显微组织和力学性能的差别,探讨了不同棒材加工的U型钉缩口差异的原因。结果表明:两种棒材横截面的显微组织比较均匀,差异不大,而纵截面显微组织的差异比较明显。大缩口棒材纵截面的α相为变形晶粒,小缩口棒材纵截面的β相主要为等轴晶,两种棒材的β相无明显差别。大缩口棒材的维氏硬度和屈服强度都高于小缩口棒材。再结晶程度的不同导致两种棒材的显微组织和力学性能不同,进而引起U型钉缩口的差异。

医用TC4钛合金棒材的显微组织调控及U型钉缩口性能

分析对比不同工序后医用U型钉用TC4钛合金棒材的组织性能。结果表明:热拔和高温退火工艺对棒材的再结晶组织有明显影响,而双曲线矫直和低温退火工艺对棒材力学性能的影响较大。730～750℃高温退火2 h后,热拔材的再结晶程度比较充分;580～700℃低温退火2h后,矫直材的光学显微组织未发生明显变化,但硬度明显减小。在730～750℃高温退火、580℃低温退火的条件下对棒材的显微组织进行调控,可获得符合医用TC4钛合金力学性能要求的棒材,且由其加工的U型钉缩口尺寸可控制在0.05 mm以下。

热处理工艺对Ti-6Al-4V钛合金热挤压型材组织及力学性能的影响

热处理工艺对Ti-6Al-4V钛合金具有重要作用,可提高伸长率和抗拉强度。本文根据以往工作经验,在λ=25和λ=85两种挤压条件之下对Ti-6Al-4V钛合金进行制备,在制作工艺上选择简单退火和双重退火对钛合金进行热处理。实验结果显示,Ti-6Al-4V钛合金具有优异的综合性能,在双重热处理工艺下,可有效提高材料的强度。

焊接顺序对双激光束双侧同步焊接TC4钛合金T型接头残余应力的影响

建立了TC4钛合金蒙皮-桁条T型结构双激光束双侧同步焊接的热机耦合模型,得到了三种焊接顺序下焊后接头残余应力场,研究了残余应力的变化规律。结果表明:该T型接头横截面上的焊后残余应力在焊缝中心处出现峰值,且主要表现为纵向残余应力,横向残余应力在焊缝中心构成一个应力值较大的类三角区,远离焊缝区域,残余应力呈下降趋势。焊接顺序对焊后横向残余应力的影响较小,对纵向残余应力的影响较为显著。相比于从一端到另一端整道施焊的焊接方案,对T型接头采用分段焊接的焊后残余应力值相对较小,从桁条两端向中间施焊或从桁条中间向两端施焊均为较优的焊接方案。

54型铝合金建筑模板的经济和技术特点

一般大众对“铝”的认知是质地轻软、刚度低、价格昂贵，但实际情况却不然。铝的牌号决定铝的性能，牌号不同，其性能也不一。北京捷安建筑脚手架有限公司于2005年开始研发铝合金模板，经过3年的市场调研，尤其对美国混凝土建筑市场进行深入研究后，选定了以美国建筑业普遍认可且普及率最高的54型铝合金建筑模板作为新主攻产品。根据国内现有生产条件，

浅述54型铝合金建筑模板的经济、技术特点

北京捷安建筑脚手架有限公司于2005年开始研发铝合金模板，经过三年的市场调研，尤其对美国混凝土建筑市场的深入研究后，公司选定了以美国建筑业普遍认可且普及率最高的54型铝合金建筑模板作为新主攻产品。根据国内现有生产条件，结合本公司的模板生产技术和经验，公司改进了54型铝合金建筑模板，使其各项性能更加优越。经公司改进的54型铝合建筑模板主要经济和技术特点如下：一般大众对“铝”的认知是质地轻软、刚度低、价格昂贵，但实际情况却不然。铝的牌号决定铝的性能：牌号不同，其性能也不一。