Ti60钛合金电子束焊接接头性能及组织

采用ELA-30中压型电子束焊机对Ti60钛合金进行焊接,并对其接头显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:Ti60钛合金可焊性良好,选择合适的工艺参数能达到优质的接头;其焊缝显微组织主要为针状细小的α’马氏体及片状的初生α组织,母材显微组织为等轴组织初生α+片层β转变组织;其接头断裂的断口面主要表现为韧性断裂;焊缝区域的显微硬度稍高于基体;室温抗拉强度达到母材的95.7%,冲击韧度达到母材的64%;600℃下接头抗拉强度达到母材的91.7%。     

三重退火对TC21钛合金电子束焊接接头组织性能的影响

TC21钛合金电子束焊接接头的脆性较大,为了提高其电子束焊接接头的韧性,解决脆性的问题,研究了三重退火的热处理对TC21钛合金电子束焊接接头组织性能的影响。研究表明,TC21钛合金电子束焊接接头经三重退火热处理后具有较好的强度和塑性;冲击韧性有很大程度的提高,达到了母材的63.3%。     

7A09铝合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能

采用电子束焊方法对7A09铝合金进行焊接,分析不同焊接工艺对接头显微组织与力学性能的影响,获得了焊缝表面成形良好的焊接接头。为了进一步改善接头区域的显微组织,以提高接头的力学性能,对接头进行焊后热处理。接头微观分析显示,焊态下接头熔合区由柱状晶和等轴状枝晶组成,初生相在晶界处聚集,形成共晶组织。在焊接过程中添加圆形电子束扫描,可改善接头焊缝成形,细化焊缝晶粒。接头经过焊后热处理,晶界初生相减少,较多的强化相η′(MgZn2)等在接头焊缝区析出。力学性能测试表明,热处理后接头的拉伸强度达 400.6 MPa,为母材拉伸强度的80.8%。拉伸断口扫描观察显示,接头断口表面分布有许多大且深的韧窝,呈明显的韧性断裂特征。     

TA15钛合金自动TIG焊工艺试验研究

探讨了TA15钛合金自动氩弧焊接工艺,采用恒流TIG焊和脉冲TIG焊,通过无损检测、力学性能试验等手段,分析了工艺参数对接头性能的影响。试验表明,TA15钛合金自动氩弧焊,焊缝外观、内部质量良好,接头抗拉强度达到基体的90%以上,且具有良好的韧性。     

钛合金舵芯的电子束焊接工艺

叙述了钛合金舵芯的电子束焊接工艺试验研究过程。分析了舵芯蒙皮与骨架的接头形式不同所带来的影响以及焊接顺序对焊接变形的影响与变形控制问题。结果表明:真空电子束焊接的钛合金舵芯焊缝外观成形良好,内部质量好,焊接变形小,焊后构件的形位公差能够达到图纸要求,是焊接钛合金舵芯的一种优选方法。     

形变热处理对Ti750锻坯显微组织和力学性能的影响

研究了一种Ti-Al-Sn-Zr-Nb-W-Si系750℃短时应用的Ti750钛合金的形变热处理强化对其常温性能和高温性能的影响。采用光学显微镜分析了在900℃下不同变形量对Ti750合金锻坯显微组织的影响,并测试了其常温和高温(750℃)力学性能。结果表明:在900℃下变形量为70%时的常温、高温综合性能较好。     

钛合金与铌合金的真空电子束焊接工艺研究

针对某航天双元发动机推力室的焊接问题，研究了钛合金与铌合金的真空电子束焊接技术，总结了一套工艺规范。并通过金相分析、力学性能试验、产品强度气密测试及发动机热试车，证明通过该技术可以获得满足设计要求的焊接接头。     

钛合金搅拌摩擦焊接接头的微观组织分析

对4mm厚的TC4钛合金板进行搅拌摩擦焊接,获得良好的焊接接头。截取一块,用光学金相显微镜观察截面的显微组织。焊接过程中搅拌区的温度达到β相变温度以上,由于温度和变形程度不同,搅拌区不同位置的组织有所不同。热机械影响区因为受到热和塑性变形双重作用引起动态再结晶,形成较小的等轴α相。     

Al-Zn-Mg-Sc合金电子束焊接接头组织与性能研究

针对Al-Zn-Mg-Sc铝合金进行真空电子束焊接试验,研究表明,焊接接头各区域显微组织有所变化,与母材相比,热影响区晶粒有所粗化,且晶粒内部弥散分布的Al3Sc粒子数量有所减小,焊缝区发生了再结晶,由母材细长的纤维状组织转变为等轴晶组织,Al3Sc粒子发生了溶解,且焊缝上部的晶粒尺寸明显大于焊缝中部的晶粒。拉伸试验结果表明,焊接接头抗拉强度达到基材强度的80%以上,大部分拉伸试样均在焊缝处断裂,退火态焊接接头经过焊后时效处理,接头强度可达515.7MPa,为母材的94.2%,有效地提高了焊接接头的抗拉强度。     

冷却速度对TC18钛合金焊接热模拟均温区组织和性能的影响

对TC18钛合金进行了焊接热模拟试验,模拟该合金受焊接热循环作用自高温β相区以不同速度冷却的过程,分析研究该合金在相同热输入条件下,冷却速度对均温区组织和性能的影响。结果表明:TC18钛合金经过相同的热输入后,以不同的速度冷却,随着冷却速度的提高,强度降低,塑性和冲击韧性有所增加,当冷却速度为水冷时,有比较好的综合力学性能。     

激光焊接TC4钛合金组织性能研究

研究激光焊接对TC4钛合金焊缝成形和力学性能的影响,并利用OM、XRD和TEM等手段对焊接接头的显微组织特征进行了分析。结果表明,激光焊接TC4钛合金成形较好,但在焊缝熔合线附近容易产生圆形气孔。焊缝由单一的α′马氏体构成,并呈网篮状分布。热影响区组织为α′马氏体和初始α相。焊缝和热影响区的显微硬度明显高于母材,而焊缝的硬度最高且硬度分布平缓。TC4钛合金焊接接头的室温平均抗拉强度为1126MPa,与母材的抗拉强度相当,延伸率为11.12%,比母材略低,焊接接头均断在母材区域。     

Mg-Sc-Y三元合金的微观组织和力学性能

稀土元素作为重要的镁合金强化相元素,其多元添加产生的影响并未得到充分研究。在Mg-Sc二元系的基础上将Y作为第三元加入,制备了Mg-5Sc二元合金及Mg-5Sc-0.5Y,Mg-5Sc-1Y,Mg-5Sc-2Y,Mg-5Sc-3Y,Mg-5Sc-3.5Y(质量分数,%)5种三元合金,并通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及室温拉伸等试验,研究了Y元素的加入对Mg-Sc二元合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:Y元素在合金中的主要存在形式为固溶态,富集于晶界处。随着Y元素含量的提升,合金晶粒度显著减小,屈服强度和硬度大幅提升,Mg-5Sc-3.5Y的屈服强度相比Mg-5Sc提升了约50%。该强度的提升主要是由细晶强化和固溶强化引起的。     

大型薄壁多层编织铜超声焊接接头组织与性能

利用超声波焊接技术实现大平面超薄铜箔与多股双层镀银编织铜的焊接,该技术服役于将来的中国空间站。分析了不同参数对连接力学性能的影响,利用扫描电子显微镜对典型接头界面处的微观组织特征进行了分析,并采用有限元仿真的方式对连接行为进行了仿真。结果表明:采用超声波焊接实现了薄壁铜层与镀银编织铜的焊接,焊点连接面处组织致密,无明显缺陷;焊点连接处由Ag和Cu元素组成,焊接温度远未达到熔点,为低温连接行为,其连接机理为扩散连接;在焊接能量为120 J、0.276 MPa参数下,母材拉脱力可达到90 N。     

Ce元素含量和铸造方法对AZ91-2Ca合金微观组织与力学性能的影响

在AZ91-2Ca合金中分别添加0.5%,1.0%和1.5%的Ce元素,采用重力铸造制备合金并结合组织性能分析,优化出最佳Ce含量。对最佳成分合金进行不同浇铸温度的压力铸造,对比研究Ce含量和铸造方法对AZ91-2Ca合金微观组织和力学性能的影响。研究表明:在重力铸造条件下,随Ce含量提高,合金组织明显细化,强化相Al_4Ce含量逐渐增加,进而改善了力学性能。当Ce含量为1.5%时,强度和延伸率均达到最大值。在压力铸造条件下,随浇铸温度由640℃提高到700℃,压铸AZ91-2Ca-1.5Ce合金微观组织不断细化,Al_4Ce相分布均匀,700℃压铸合金综合性能最高,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为191 MPa,157 MPa和1.7%。相比于重力铸造,压力铸造可进一步提高该合金的强度,从而为解决高Ca阻燃镁合金阻燃效果和力学性能之间的矛盾提供了新思路,促进了该合金在航空航天和汽车领域的应用。     

SLM成形Inconel 718合金的组织性能调控研究

针对Inconel 718合金零部件传统制造技术中存在的制造极限问题,基于材料合金显微组织与力学性能之间的相关性等内容,开展激光选区熔化(SLM)成形Inconel 718合金性能的研究,建立了适用于SLM成形Inconel718合金的热处理制度,提高了该合金的室温与高温力学性能。考虑到SLM成形Inconel 718合金组织内部晶粒极其细小、内应力积累较大,传统的热处理制度不再适合新技术成形的零部件,根据基体中二次相的析出温度区间,对该合金的传统后热处理制度进行改进。力学性能测试结果证明:项目组提出的均匀化热处理+固溶处理+双时效的热处理制度能有效改善SLM成形Inconel 718合金的显微组织和综合力学性能,并满足锻件的使用要求。     

Effect of Isothermal Forging on the Microstructure and Mechanical Properties of Mg-8Gd-3Y-0.5Zr Alloy

Aiming at the problems of poor plastic forming ability, narrow forging temperature range, and strain rate sensitivity of rare earth magnesium alloys, a study on the microstructure and mechanical properties of Mg-8Gd-3Y-0.5Zr alloy with different isothermal forging processes is carried out. The microstructure and properties of the alloy in the as-cast, isothermal forged, and post-aging states after forging are studied with optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), and tensile testing. The results show that significant dynamic recrystallization occurs during the isothermal forging process, a fine equiaxed grain structure is formed, and the mechanical properties of the alloy are greatly improved. When the isothermal forging temperature is 460 ºC and the strain rate is 0.02 s－1, the alloy structure performance is the best, the room temperature tensile yield strength (TYS) is 218 MPa, the ultimate tensile strength (UTS) is 299 MPa, and the fracture elongation (FE) is 19.2%. When the alloy is post-forging artificial aged, the α-Mg matrix is dispersed, the Mg5(Gd,Y) phase is precipitated, the UTS of the alloy is increased to 392 MPa, and the FE is reduced to 12.0%.     

电子束熔丝沉积快速制造成型技术与组织特征

利用电子束熔丝沉积快速制造技术制备了TC4钛合金薄壁结构和实体结构试样,分析了成型技术特点,探讨了组织形貌特征及形成机制。研究表明:对于薄壁结构,采用合理的工艺参数,获得的熔积层的宽度为7.4mm,层高为1.5mm;结构纵截面的组织形貌特征是原始β柱状晶与沉积高度方向大约成15°角,较为粗大,宽3～5mm,单个柱状晶贯穿几层到十几层熔积层不等。对于实体结构,熔积间距为4.7mm时得到的试样表面较为平整,熔积高度基本一致;试样纵截面可观察到明显的层带,而原始β柱状晶垂直向上生长。