TC4鈦合金厚板潛弧焊接頭顯微組織

通過對(duì)tc4板材進(jìn)行兩種t型接頭的激光焊接試驗(yàn),分析了酸洗、焊接環(huán)境及焊后修復(fù)對(duì)鈦合金激光焊接接頭質(zhì)量的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鈦合金激光焊具有較強(qiáng)的氣孔傾向,酸洗及焊后重熔并未明顯改善接頭氣孔的情況,但氣孔數(shù)量對(duì)濕度的變化較為敏感。不同焊接試驗(yàn)的結(jié)果統(tǒng)計(jì)表明,雖然接頭存在大量氣孔,但只有位于上下兩側(cè)板材的貼合面處的這一小部分氣孔才會(huì)造成受力面積的減小,因此接頭整體仍具有較高的抗剪力。

進(jìn)行了母材氫含量為0.008%和0.023%的tc4鈦合金氬弧焊焊接頭力學(xué)性能試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在變形開始階段氫引起的軟化和后期階段的硬化和脆化現(xiàn)象.室溫下,變形速度在10-2-10-3s-1范圍內(nèi)面縮很低,出現(xiàn)脆性.分析認(rèn)為,軟化是由于氫減弱晶格結(jié)合強(qiáng)度、加快位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所致,硬化和脆化則是由于氫在晶界附近富集和位錯(cuò)堆積難以運(yùn)動(dòng)所致.為恢復(fù)因氫降低的力學(xué)性能,應(yīng)進(jìn)行真空去氫處理.

鈦合金活性焊劑氬弧焊接頭組織分析——采用北京航空制造工程研究所研制的ftr一0l鈦合金活性焊劑進(jìn)行了a·tig焊及常規(guī)tig焊焊接tc4鈦合金工藝對(duì)比試驗(yàn)。利用金相試驗(yàn)方法對(duì)兩種焊接接頭的結(jié)晶組織形貌進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比和分析，并對(duì)焊接接頭區(qū)域的化學(xué)組成進(jìn)行了...

采用北京航空制造工程研究所研制的ft-01鈦合金活性焊劑進(jìn)行了a-tig焊及常規(guī)tig焊焊接tc4鈦合金工藝對(duì)比試驗(yàn)。利用金相試驗(yàn)方法對(duì)兩種焊接接頭的結(jié)晶組織形貌進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比和分析,并對(duì)焊接接頭區(qū)域的化學(xué)組成進(jìn)行了測(cè)試和分析。結(jié)果表明,鈦合金活性焊劑對(duì)焊接接頭的宏觀組織形貌有明顯影響,但對(duì)焊接接頭的化學(xué)組成沒有影響。

顯微組織對(duì)醫(yī)用TC4鈦合金U型釘縮口的影響

在釬焊時(shí)間3~30min,釬焊溫度860~1000℃的條件下,采用agcuti釬料對(duì)c/c復(fù)合材料和tc4合金進(jìn)行了釬焊試驗(yàn)。利用掃描電鏡及eds能譜分析的方法對(duì)接頭的界面組織及斷口形貌進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,接頭界面結(jié)構(gòu)為c/c復(fù)合材料/tic+c/ticu+tic/ag(s.s)+ti3cu4+ticu/ti3cu4/ticu/ti2cu/ti2cu+ti(s.s)/tc4。由壓剪試驗(yàn)測(cè)得的接頭抗剪強(qiáng)度結(jié)果可知,在釬焊溫度910℃,保溫時(shí)間10min的條件下,接頭獲得的最高抗剪強(qiáng)度為25mpa。接頭的斷口分析結(jié)果表明,接頭斷裂的位置與被連接界面的碳纖維方向有關(guān),當(dāng)碳纖維軸平行于連接面時(shí),斷裂發(fā)生在復(fù)合材料中;當(dāng)碳纖維軸垂直于連接面時(shí),斷裂主要發(fā)生在復(fù)合材料與釬料的界面處。

通過對(duì)鈦合金厚板焊縫常用的應(yīng)力測(cè)試方法進(jìn)行對(duì)比分析,建立適合鈦合金窄間隙焊接試板的三維應(yīng)力測(cè)試方法——逐層對(duì)稱剝削盲孔法,該方法克服窄間隙對(duì)接焊縫三維應(yīng)力分布區(qū)間窄小、應(yīng)力變化梯度大、應(yīng)力測(cè)試操作難的技術(shù)難題,實(shí)現(xiàn)鈦合金厚板的三維應(yīng)力測(cè)試,得出鈦合金厚板焊接接頭的三維殘余應(yīng)力分布規(guī)律。

用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、x射線衍射等分析手段,對(duì)高強(qiáng)度za合金釬焊接頭的顯微組織形態(tài)及其特征、性能及界面區(qū)的相組成等進(jìn)行了研究分析。結(jié)果表明,用研制的新型高強(qiáng)軟釬料釬焊高強(qiáng)度za合金獲得的釬焊接頭在界面區(qū)局部有交互結(jié)晶產(chǎn)生;界面區(qū)組織構(gòu)成較復(fù)雜,既有cd、sn、zn固溶體,又有少量的細(xì)小的mg2sn、mgzn等化合物;固溶體可以提高釬焊接頭的強(qiáng)度和韌性,少量細(xì)小的化合物可強(qiáng)化基體組織,有利于強(qiáng)度的提高;但連續(xù)層狀的金屬間化合物可引起釬焊接頭的脆化,使其性能降低。測(cè)試結(jié)果表明釬焊接頭具有較高的力學(xué)性能,延伸率高于母材

對(duì)inconel718高溫合金12mm厚板的真空電子束焊(ebw)接頭整體及分層的顯微組織和高溫力學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:經(jīng)熔透焊+修飾焊的接頭,焊縫中心的上、下層為樹枝晶,中層為柱狀晶;熱影響區(qū)由上層至下層晶粒長(zhǎng)大程度逐漸減小。經(jīng)固溶+雙時(shí)效熱處理后,ebw接頭各區(qū)域晶界處均有δ相析出,在焊縫中心最多,在熱影響區(qū)及母材較少,晶粒內(nèi)部均析出了γ″相。在650℃時(shí),接頭整體的抗拉強(qiáng)度σb、屈服強(qiáng)度σs和伸長(zhǎng)率δ分別為1100mpa、800mpa和18%,達(dá)到了母材的90%、80%和80%。分層切片的力學(xué)性能下層最高,σb、σs和δ分別達(dá)到了1170mpa、870mpa和18%;上層最低,分別為1080mpa、780mpa和7%。上層斷口以脆性斷裂為主,中、下層斷口以韌性斷裂為主。顯微硬度分布為焊接中心最低,熱影響區(qū)與母材較高。晶界δ相的析出數(shù)量越多,顯微硬度值越低。

zn-al-cu-mg合金氣焊接頭顯微組織的分析研究——用透射電鏡對(duì)zn—a1一cu—mg合金的氧乙焰氣焊焊接接頭的組織及其形態(tài)進(jìn)行了研究分析，結(jié)果表明，熔合區(qū)靠近母材的zn和a—a1大多呈顆粒狀，焊縫中的p_zn和a—a1呈條狀和顆粒狀，a—a1顆粒內(nèi)存在大量的位錯(cuò)和位錯(cuò)...

采用金相顯微鏡、電子顯微鏡、x射線能譜儀、顯微硬度、力學(xué)試驗(yàn)等檢測(cè)手段,對(duì)ta17鈦合金/ag95cunili/0cr18ni10ti不銹鋼釬焊接頭的組織特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:釬縫中不銹鋼/釬料一側(cè),形成了三層金屬間化合物釬縫組織;在鈦合金/釬料一側(cè),形成兩個(gè)組織區(qū)域;同時(shí),銀沿鈦合金晶間擴(kuò)散;在凝固釬焊接頭的釬縫中,靠近不銹鋼一側(cè)出現(xiàn)了ti、cu的富集;靠近鈦合金一側(cè)cu原子的含量明顯升高,釬縫中心區(qū)基本上是純銀;釬縫中除不銹鋼/釬料擴(kuò)散層外,其他各微區(qū)的顯微硬度并沒有增加;從釬縫斷口分析也證明釬縫中靠近不銹鋼一側(cè)是接頭最薄弱的位置。

對(duì)大厚度鈦合金電子束焊接接頭的顯微組織、相組成和冷隔缺陷進(jìn)行研究。結(jié)果表明，焊縫區(qū)組織為馬氏體α′相；熱影響區(qū)由細(xì)晶區(qū)和粗晶區(qū)兩部分組成，細(xì)晶區(qū)組織為初生α相＋β相＋等軸α相，粗晶區(qū)組織為少量的初生α相＋針狀α′相；母材區(qū)組織基本上都是長(zhǎng)條狀和塊狀的初生α相，其間分布著少量殘余β相。對(duì)冷隔的形成原因進(jìn)行了分析，并提出了預(yù)防措施。

首次對(duì)tc4鈦合金板進(jìn)行了激光沖擊成形實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)現(xiàn)了tc4板的激光沖擊成形。并利用金相顯微鏡、掃描電鏡(sem)和顯微硬度計(jì)分析了沖擊成形后試樣組織結(jié)構(gòu)和表層硬度的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明激光沖擊成形技術(shù)不但可以實(shí)現(xiàn)對(duì)tc4鈦合金板的成形,而且還可以提高了tc4鈦合金板的物理和力學(xué)性能。最后通過與sus304不銹鋼成形效果的比較,說明了tc4鈦合金比sus304不銹鋼更難成形。

t91鋼管手工氬弧焊接頭的顯微組織——對(duì)9i60．3mmx8mm的t91鋼管的母材及手工氬弧焊接頭進(jìn)行了化學(xué)成分、力學(xué)性能和顯微組織的測(cè)定。結(jié)果表明，t91鋼管的化學(xué)成分、力學(xué)性能和顯微組織均滿足gb531o一1995的要求，焊接接頭的組織為正常組織。

通過對(duì)ta17/0cr18ni9ti相變超塑性擴(kuò)散焊接頭拉伸斷口的觀察分析,研究了其接頭的組織結(jié)構(gòu),斷裂機(jī)制。分析表明,在焊接過程中,由于鈦合金/不銹鋼兩側(cè)的ti、fe、cr等原子的互擴(kuò)散,在接頭界面處形成了β-ti、feti、fe2ti、σ等物相。由于界面處缺陷的存在以及鈦合金側(cè)拉向殘余應(yīng)力的存在,使拉伸斷裂主要發(fā)生在β-ti和feti中。分析還發(fā)現(xiàn),接頭對(duì)缺陷很敏感,焊接端面上的倒角、劃痕及孔洞會(huì)使接頭的強(qiáng)度降低。

采用金相顯微鏡、掃描電鏡、硬度計(jì)等測(cè)量方法,觀察分析了鋁鋰合金釬焊前后母材和釬焊接頭的顯微組織變化,通過分析測(cè)試釬焊接頭的顯微硬度和斷口微區(qū)的化學(xué)成分,研究分析了釬焊接頭強(qiáng)度的變化規(guī)律。結(jié)果表明,焊后母材中的強(qiáng)化相由質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍡l狀;氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下,釬焊接頭未見氣孔、夾雜、裂紋等缺陷,釬焊接頭存在一定的擴(kuò)散區(qū),從而有效地提高了釬焊接頭的強(qiáng)度;無氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下,釬焊接頭有大量的缺陷存在,這些缺陷的存在嚴(yán)重影響了釬焊接頭的強(qiáng)度。

采用一種含有鋁、鈦活性元素的鎳基高溫釬料,對(duì)k465鎳基鑄造高溫合金在1220℃進(jìn)行了高溫真空釬焊實(shí)驗(yàn),通過光鏡、掃描電鏡和能譜分析研究分析了不同釬焊間隙和焊后熱處理狀態(tài)下的釬焊接頭組織。研究表明0.1~0.2mm釬焊間隙的釬縫組織由(γ+γ′)共晶、呈塊狀、骨架狀或羽毛狀和不規(guī)則形狀的化合物相和γ固溶體組成;0.35mm間隙中填充鎳網(wǎng)的釬縫組織,主要由大量γ枝晶、少量(γ+γ′)共晶和少量的化合物相組成。釬焊接頭間隙在0.1~0.2mm時(shí)釬焊后固溶熱處理不能明顯消除有害化合物相;而接頭添加鎳網(wǎng)可明顯改善接頭組織,減少有害化合物相,提高固溶熱處理的效果。

鈦合金tc4材料由于有較高的屈服強(qiáng)度,且彈性模量低,在常溫下存在成型困難,回彈大,塑性變形范圍窄等特點(diǎn),導(dǎo)致成型時(shí)容易出現(xiàn)裂紋等缺陷。特別是在較薄件,尺寸精度要求高的條件不容易實(shí)現(xiàn)。論文針對(duì)管外徑為219mm,厚度為1mm的,長(zhǎng)度為1000mm,其圓度公差要求±0.10mm,直線度公差為0.5mm的管進(jìn)行成型工藝研究。以提高成品率,降低制造成本,創(chuàng)新一種制造新途徑。

采用50ti-20zr-20ni-10cu粉末釬料對(duì)ti3al-nb合金與tc4合金進(jìn)行真空釬焊,通過sem、eds、電子探針及拉伸試驗(yàn)研究不同釬焊溫度下釬焊接頭的顯微組織及性能特征。結(jié)果表明,釬焊溫度升高釬焊接頭強(qiáng)度并不提高;不同溫度下釬焊接頭中靠近tc4合金基體邊界處均生成魏氏體組織,隨溫度升高魏氏體組織粗化程度加劇;整個(gè)釬焊接頭中ti3al-nb合金基體與釬料的反應(yīng)程度弱于tc4合金基體。

選用yg30硬質(zhì)合金與45鋼進(jìn)行電子束對(duì)接焊復(fù)合試驗(yàn),用掃描電鏡、波長(zhǎng)分散x射線譜儀對(duì)焊接接頭顯微組織進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:當(dāng)電子束電流小、焊接速度慢時(shí),焊接接頭易形成有害的η相,η相分布于yg30/焊縫界面區(qū)域,并聚集長(zhǎng)大,η相層厚度約10μm;焊接過程中硬質(zhì)合金脫碳和鐵向硬質(zhì)合金遷移是η相形成的主要原因。

TC4鈦合金-304不銹鋼異種材料擴(kuò)散焊研究

用ti-cu-ni,ti-cr-zr釬料在tig電弧加熱條件對(duì)ta2和ti-6al-4v鈦合金進(jìn)行釬焊。結(jié)果表明:用ti-cu-ni釬料釬焊ta2和ti-6al-4v鈦合金的搭接接頭強(qiáng)度分別是418.3mpa和439.6mpa;用ti-cr-zr釬料釬焊ta2和ti-6al-4v鈦合金的搭接接頭強(qiáng)度分別是575.2mpa和656.1mpa。對(duì)ti-cu-ni釬料/母材界面分析認(rèn)為固液異分化合物η相((cu,ni)ti2)生成時(shí)呈筍狀生長(zhǎng),嵌入釬縫對(duì)釬縫的強(qiáng)度提高有利。對(duì)ti-cr-zr釬料/母材界面分析,認(rèn)為主要是固溶體β-ti(cr)存在提高了釬縫強(qiáng)度。