焊接接头细观多晶模型及拉伸应力变化数值模拟

基于Voronoi算法对铝合金焊接接头进行细观组织建模,构建三维等轴晶、柱状晶区结合区域的多晶模型。结合接头初始晶粒取向,并将其赋予到多晶模型中。运用晶体塑性理论,编写用户自定义材料子程序,对焊态下及经腐蚀后的接头在拉伸状态下的细观应力分布进行数值模拟研究。结果表明:在拉伸形变的过程中,接头细观最大应力出现在柱状晶区、等轴晶结合区域,并且随着腐蚀的平均深度和表面损伤度增加,蚀坑边缘产生应力突变,其应力峰值变大,容易成为裂纹起裂的源头。

DD407/IN718高温合金异质焊接接头的组织及高温变形行为

采用连续光纤激光器对DD407单晶、IN718多晶高温合金实施对接焊,研究了标准热处理前后接头微观组织、成分偏析的演化及接头的高温拉伸变形行为。结果表明,在优化焊接参数下,接头熔合区组织包括平面晶区、胞状晶区、柱状晶区和等轴晶区,熔合区中心线两侧枝晶生长形态差异明显。焊接态接头熔合区硬度低,存在明显的微观偏析;标准热处理后,熔合区偏析得以改善,接头熔合区硬度超过两侧母材硬度。接头单晶热影响区存在局部硬化区,多晶热影响区存在较窄的软化区及晶界液化现象。接头在650℃拉伸时,抗拉强度达1111MPa,延伸率可达9.42%,断裂位置位于多晶母材侧。接头高温拉伸塑性变形方式主要为单晶母材、熔合区的位错多系滑移以及多晶母材的位错滑移和晶界滑动,拉伸断口呈多源开裂特征,裂纹源区存在韧窝和冰糖状断口形貌。接头多晶侧热影响区的晶界液化并未对接头短时高温力学性能产生明显影响。