爆炸焊接TA2/Q235钢复合板末端开裂的原因

用爆炸焊接法制备了TA2/Q235钢复合板,用光学显微镜、扫描电子显微镜分析了复合板末端开裂的原因。结果表明:在末端开裂区域的结合面形成了过渡层,开裂裂纹出现在结合界面和Q235钢基体内部;爆炸焊接后在钛板两侧和末端出现延展变形,延展部分超出钛板原始尺寸5～8mm;爆炸焊接时钛板软化是末端开裂的内因,复合板末端拉应力波是末端开裂的外因。

TA2/Q235B复合板不同作用面成形极限及界面损伤行为

采用Nakazima实验法对不同尺寸的退火态TA2/Q235B复合板样品进行胀形实验,研究不同作用面对TA2/Q235B复合板的成形极限和界面损伤行为的影响。结果表明,当凹模与碳钢侧接触时,由于接触材料、界面变形协调能力和应变状态的不同,复合板的胀形高度和成形极限增加,其中R140试样的极限拱高达到最大值(46.17 mm),R60和R180试样在3个方向上的厚度减薄量和界面裂纹更大。此外,由于硬度和拉应力不同,两组样品中所有的水平和斜向孔都向纯钛侧延伸。

TA2+Q345B轧制复合板覆层腐蚀特性研究

钛/钢轧制复合板因其优异的耐蚀性和结构性能而广泛应用于化工、海事等领域。因复合板轧制工艺需兼顾钛/钢两者特性而与单一材质的传统生产工艺有所差别,且在冶金结合界面处元素互扩散是否对覆层TA2组织及腐蚀性能产生影响待研究。通过组织观察、能谱测试和电化学腐蚀试验,研究了界面元素互扩散对覆层TA2组织及腐蚀性能的影响。结果表明:冶金结合界面处元素的互扩散距离仅为8~10μm,不足以影响整个覆层组织;覆层TA2耐腐蚀膜成膜初期存在反复腐蚀,但随着静置时间延长而逐渐稳定,不再发生腐蚀。

TA1／Q235钢复合板界面结构与结合特性

在Gleeble-1500热模拟试验机上对Q235钢与TA1进行复合试验的基础上,通过SEM、能谱分析、X射线衍射和电子万能试验机等测试方法对TA1/Q235钢轧制复合板界面元素扩散、相结构以及结合强度、各组元变形规律等进行了分析,研究结果表明,TA1/Q235钢复合材料的应力-应变曲线表现为动态再结晶型,随着总压下率的增大,Q235钢与TA1的变形程度差别减小。在高温复合时,钛与钢中的铁元素发生了互扩散,有一定的扩散层,钛元素相对于铁元素扩散更为活跃,扩散量也比较大。在一定温度和变形量下,结合界面生成了金属间化合物,生成的金属间化合物主要有TiC、FeTi、Fe2Ti。850℃时,主要生成TiC,也有少量Fe2Ti。900℃时,界面生成的化合物主要是Fe2Ti。

低压循环相变对累积叠轧TA1／Q235钢复合板结合特性影响的研究

根据工业纯钛TA1和Q235钢两种材料相变温度接近的特点,提出了利用低压循环相变预复合-累积叠轧焊制备TA1/Q235钢复合板的新方法。研究结果表明:经过热循环后的试样,在变形过程中,C、Ti原子的扩散并不限于沿垂直于界面的方向,而是可以沿任意方向随机进行的,在Q235钢界面附近没有出现柱状晶,界面附近的铁素体晶粒,从界面附近沿心部成梯度分布;采用累积叠轧焊所制备出的TA1/Q235钢复合板的结合强度得到明显改善,在复合温度为850℃、低压循环相变3次所得到的TA1/Q235钢累积叠轧焊复合板结合强度达到257.3MPa。但是,当热循环相变次数过多时,会增加金属间化合物的厚度,对结合强度产生不利影响。

退火时间对TA2/Q235爆炸复合板组织性能的影响

为降低爆轰产生的残余应力,TA2/Q235爆炸焊接复合板需进行退火处理。将TA2/Q235爆炸焊接复合板样品在550℃进行不同时间退火处理,通过显微组织观察、显微硬度检测、剪切强度测试,探讨退火时间对复合板晶粒尺寸、绝热剪切带、孪晶、硬度及剪切强度的影响规律。结果表明:退火时间为1 h时,界面结合区存在绝热剪切带,远离结合区存在高密度孪晶且硬度较大;退火时间为72 h时,剪切强度为171 MPa,不能满足生产要求。综合考虑退火时间对爆炸焊接复合板晶粒尺寸、绝热剪切带、孪晶及剪切强度的影响,TA2/Q235在550℃退火时,时间应大于1 h且小于72 h。

TA2/Q235复合板Nb/Cu双过渡层熔焊焊缝组织性能

采用Nb/Cu双过渡层填充金属和纯钛焊丝对TA2/Q235复合板进行对接熔化焊实验,分析研究了过渡层焊缝的组织形貌、成分分布以及硬度分布情况。结果表明,焊缝中堆焊Cu层分别与钢层和Nb层结合良好。Nb层中组织主要为O相,Ti层组织为α相板条,α'马氏体相,残余β相和少量TiCu_2、TiCu_3化合物;Nb层和Ti层间存在宽约为20μm的过渡层,过渡层主要为无限固溶体;从Ti层到Nb层,Ti元素缓慢下降,Nb元素缓慢升高,Cu元素波动变化;焊缝中Ti层硬度约是基体TA2的3.5倍,在焊缝截面纵向上,从Ti层至Nb层再至Cu层,硬度值逐渐降低。

服役温度和时间对TA2/Q235爆炸复合板接头组织及硬度的影响

用热处理方式模拟TA2/Q235爆炸复合板服役过程,揭示温度对复合板接头组织及硬度的影响规律;利用EBSD获取TA2/Q235爆炸复合板200℃服役不同时间后样品的应力等高线图谱,探讨残余应力分布规律。结果表明:TA2/Q235爆炸焊接复合板,200~400℃服役168 h内,接头显微组织无明显变化,硬度在10 h内起伏波动后上升;600℃服役10 h后,Q235开始再结晶,服役168 h后结合区TA2和Q235部分组织反常长大,硬度在10 h内起伏波动后下降;复合板焊接过程中加工硬化主要发生在Q235钢一侧。

真空热扎工艺对TA2/Q235B复合板组织与性能的影响

文中采用对称组坯后抽真空然后热轧的方法制备TA2/Q 235B复合板.研究了不同的轧制工艺对TA2/Q 235B复合板的力学性能和微观组织的影响.在本试验条件下,当加热温度为975℃、总压下率为90%、轧制速率为1.2 m/s时,制得的TA2/Q 235B复合板的剪切强度最高,为184 MPa,满足GB/T 8547标准要求;在近界面的Q235B侧存在脱碳区,该区组织为垂直于界面生长的铁素体;Fe向TA2侧的扩散程度远高于Ti向Q235B侧的扩散程度,在近界面的TA2侧形成了明显的扩散层,在总压下率相同的条件下,随扩散层厚度的增加,复合板的界面剪切强度先增大后减小.

TA2/Q235复合板CMT+激光焊接头的微观组织和力学性能

文中采用CMT和激光焊方法分别对12 mm厚TA2/Q235复合板的基层(Q235)和覆层(TA2)进行焊接,得到的焊接接头质量良好,未见裂纹、咬边等焊接缺陷。通过采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射、微观硬度测试、拉伸、弯曲等试验方法和设备获得了钛-钢复合板焊接接头的微观组织特征、力学性能、界面层元素分布和物相分布,研究了界面层化合物的产生原因以及对力学性能的影响。结果表明:在钛-钢复合板焊接接头微观组织中,Q235钢侧主要为铁素体、珠光体和少量的魏氏组织,钛侧焊缝区组织主要为马氏体组织;焊后焊接接头抗拉强度实测值为420 MPa,内弯试验中试样未发生开裂;界面层化合物主要为Ti Fe和Te2Ti,其显微硬度分别为HV547,HV632,这2种脆性化合物的形成是导致焊接接头强度和韧性下降的主要原因。

TA2/Q345B钛钢复合板复合界面缺陷分析

采用真空复合组坯+热轧技术制备了TA2/Q345B钛钢复合板,并通过光学显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机和弯曲试验机等对其微观组织和力学性能进行了观察、检验,研究分析了钛钢复合界面易产生的缺陷及其形成原因。结果表明,TA2复层和Q345B基层之间形成了冶金结合,整体结合良好,钛钢复合界面平整连续。但由于材料及工艺限制,钛钢复合板复合界面处易出现两种类型缺陷,这两种缺陷在钛钢复合板受力过程中均可作为裂纹源,对其界面的剪切和弯曲性能影响较大。

装药量对爆炸焊接T2/Q235复合板微观形貌和力学性能的影响

采用爆炸焊接工艺制备了T2/Q235复合板,通过粘结试验、弯曲试验以及硬度测试研究了不同装药量对复合板微观形貌以及力学性能的影响。试验表明,使用爆炸焊接工艺可以实现T2紫铜和Q235钢板良好的结合,结合面呈波浪状并有漩涡区。随着装药量的增加,波浪状的深度增加,波浪峰与峰之间的距离减小;复合板的剪切强度、粘接强度和T2铜侧的显微硬度增大。随着距结合面距离的增大,T2铜侧的显微硬度减小。

时效处理对T2/Q235复合板的力学性能及磨损性能影响

通过爆炸焊接工艺制备T2/Q235复合板,并研究了时效处理对复合板力学性能及磨损性能的影响。利用扫描电镜、金相显微镜对结合面的组织结构进行了分析;利用万能试验机和磨损试验机等设备对复合板的力学性能和耐磨性能进行了测试。试验表明:时效处理参数设定为(300±5)℃温度下保温2 h,得到的复合板硬度最高,此时硬度达到了135 HV;时效处理后,随着复合板硬度的提高,剪切强度有轻微提高,但是粘结强度有所降低;T2/Q235复合板的耐磨性能是铜合金模具滑块的3倍以上,T2/Q235复合板可用来替代一些常用的铜合金。

Q235/TA2复合板的焊接

我厂为用户制造生产淀粉的反应釜,设备外形尺寸:直径2600mm,总长度5000mm,工作压力32MPa。由于物料具有强酸特性,因此选用了低碳钢加钛层(Q235/TA2)的复合板材料制造。复合板的化学成分及力学性能如表1所示。

关于复合板(Q235+316L)焊接的探讨

淮安盐化厂真空制盐技改工程的四台蒸发罐、两台搅拌器、一台沸腾床及其它辅助设备,其主材均是Q235+316L复合板,厚度为(14+2)mm和(6+2)mm,根据焊接此种复合板易出现的问题及解决方法作充分准备,并且边施工边改进工艺及其它条件,使整个设备制作过程顺利进行,通过无损检测,焊缝质量相当好,90‰。是一级片,无三级片,且无返修现象。首先,在制定工艺时考虑这复合板焊接主要存在以下问题:1、焊缝易产生结晶裂纹。

钛/钢复合板爆炸焊接试验及结合界面研究

为探讨造成钛/钢爆炸焊接复合板结合质量差、末端易出现不同程度开裂区域的原因,进行了钛/钢复合板的爆炸焊接试验,并对结合界面进行了光学金相分析(OM)、电镜扫描(SEM)及能谱线扫描(EDS)。结果表明,平行于结合界面的剪应力是结合界面的主要受力状态;复合板末端处平行于结合界面的剪应力过大、沿部分已焊接界面和Fe基体一侧撕裂,是造成复合板末端开裂的主要原因;优化装药工艺可减小结合界面脆性金属间化合物层的厚度、减缓末端的开裂程度,并显著提高焊接质量。

Q235碳钢在SO_2气体中的初期腐蚀行为

通过SO_2气体加速腐蚀实验,利用环境扫描电镜(XL30-FEG-ESEM)、能谱分析(EDAX)和Fourier红外光谱(FTIR)等分析技术,研究了碳钢Q235在湿热SO_2气氛中的腐蚀行为和锈巢形成机制,结果表明:Q235在不同浓度SO_2中腐蚀速率的变化趋势是不同的,浓度较高时,腐蚀速率随腐蚀时间延长而降低;浓度较低时,腐蚀速率随腐蚀时间延长缓慢增加,提高SO_2浓度对锈层中含硫化合物的形成影响不大,但对锈层中氧化物或氢氯化物形成起到促进作用,实验条件下的腐蚀产物均含有FeSO_4·7H_2O,Fe_2(SO_4)3·9H_2O,γ-FeOOH和无定形的6-FeOOH,当SO_2体积分数大于0.5%时,产物中还出现a-FeOOH.在0.05%SO_2气氛中,Q235表面形成锈巢,锈巢内、外的各种元素含量差异很大。

低强度直流杂散电流对Q235钢在SO_2大气中腐蚀行为的影响

目前,就SO_2大气环境下杂散电流对碳钢腐蚀影响的报道较少。采用户外暴露、室内周期浸泡加速腐蚀并结合表面滴加腐蚀溶液的方法,研究了施加不同强度直流杂散电流后的Q235钢在SO_2大气环境下的腐蚀行为,计算了腐蚀失重,对不同阶段腐蚀后的试样进行了交流阻抗和锈层X射线衍射分析。结果表明:只有在较高SO_2浓度的户外大气环境和室内加速腐蚀条件下,并且表面通入至少30 m A直流杂散电流时,才能引起Q235钢腐蚀行为的轻微变化,在这种条件下,腐蚀初期试样表面因电解作用形成较多的亚稳相造成腐蚀加速,后期则由于较多亚稳相转变为稳态相提高了锈层致密性,使得腐蚀相对放缓。

Q235钢表面反应火焰喷涂TiB_2/Mo_2FeB_2复相陶瓷涂层的耐蚀性

为了研究TiB2/Mo2FeB2复相陶瓷涂层的耐蚀性,以Mo粉、FeB粉、Fe粉及TiB2粉为原料,采用反应火焰喷涂技术在Q235钢上制备了TiB2/Mo2FeB2复相陶瓷涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了粉体和涂层的物相组成与表面形貌,通过浸泡法测试了涂层耐蚀性。结果表明:涂层内含硬质相TiB2、部分Mo2 FeB2,TiO2、B2 O3,残留的Mo、TiB2等;TiB2/Mo2 FeB2复相陶瓷涂层的耐酸性、耐碱性、耐盐性分别为Q235钢基体的4.17,3.39,3.34倍。

SO4^2-对Q235钢在土壤中腐蚀行为影响的电化学研究

利用极化曲线技术、电化学阻抗测试技术等方法,研究了SO42-对Q235钢在土壤中腐蚀行为的影响.实验结果表明,SO42-对Q235钢腐蚀的影响显著.随土壤中SO42-含量的增加,Q235钢在土壤中的腐蚀速率一直增加.当SO42-含量增加到一定含量后,Q235钢的腐蚀速率随土壤中SO42-含量的增加而大幅度地增加.Q235钢在高SO42-含量的土壤中腐蚀速率快.