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热输入对高锰钢模拟焊接热影响区显微组织和低温韧性的影响 被引量：1
1
作者 邸新杰 曲永涛 +1 位作者 利成宁 巴凌志 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第2期131-137,共7页
作为一种新型低温用材料,高锰钢具有低成本及优异的低温力学性能等优势,在液化天然气(LNG)储罐等领域具有广阔的应用前景.然而在实际焊接过程中,高锰钢焊接热影响区中距熔合线3 mm处的特定亚区(FL+3亚区)会出现低温韧性恶化的问题.针对... 作为一种新型低温用材料,高锰钢具有低成本及优异的低温力学性能等优势,在液化天然气(LNG)储罐等领域具有广阔的应用前景.然而在实际焊接过程中,高锰钢焊接热影响区中距熔合线3 mm处的特定亚区(FL+3亚区)会出现低温韧性恶化的问题.针对这一问题,采用焊接热模拟技术再现了不同热输入下的FL+3亚区,通过扫描电子显微镜、电子探针X射线显微分析仪和透射电子显微镜观察晶界比例、偏析及析出相.结果表明,模拟FL+3亚区具有较好的低温韧性,其冲击断口形貌均为大量的韧窝.然而随着热输入增加,其冲击吸收功降低,10 kJ/cm、15 kJ/cm、30 kJ/cm和45 kJ/cm不同热输入下的-196℃冲击吸收功分别为177 J、172 J、138 J和112J.FL+3亚区的显微组织为单相奥氏体组织,随着热输入增加,晶粒尺寸无明显变化,而小角度晶界比例升高.热输入增加会加剧FL+3亚区的C、Cu晶界偏析和Mn带状偏析,提高偏析区域的层错能以及临界剪切孪晶应力,使得孪生机制难以激活,进而减弱了形变孪晶的韧化作用,降低低温韧性.当热输入增大到15 kJ/cm时,FL+3亚区开始析出尺寸约为200 nm的颗粒状和块状Cr_(23)C_(6)碳化物,且析出相的尺寸和数量随着热输入增加而进一步增加.碳化物析出易引起应力集中而产生裂纹萌生,降低了FL+3亚区的低温韧性. 展开更多
关键词 高锰钢 热输入 焊接热模拟 晶界比例 偏析 析出相 低温韧性
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Ni中间层对铜/钢电子束焊接头组织与界面行为的影响
2
作者 赵健 石磊 +4 位作者 陆煜 崔烺 谢会起 吕竹文 王英 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期126-132,共7页
针对铜/钢异种金属电子束焊接界面反应复杂、易产生渗透裂纹等问题,引入冷喷涂Ni中间层梯度过渡理念,研究了焊接热输入对焊缝特征区及两侧界面的显微组织、化学成分及元素扩散规律的影响。结果表明:焊缝区存在凝固裂纹,热影响区未见渗... 针对铜/钢异种金属电子束焊接界面反应复杂、易产生渗透裂纹等问题,引入冷喷涂Ni中间层梯度过渡理念,研究了焊接热输入对焊缝特征区及两侧界面的显微组织、化学成分及元素扩散规律的影响。结果表明:焊缝区存在凝固裂纹,热影响区未见渗透裂纹,说明冷喷涂Ni中间层起到阻隔熔池中Cu/Fe元素互扩散的作用。随着焊接热输入的逐渐降低,焊缝区上部组织的生长趋势由胞状晶逐渐向粗大柱状枝晶转变;焊缝区下部观察到垂直于熔池底部生长的树枝晶显著增加,枝晶附近发现大量(Cu,Ni)基等轴枝晶聚积。钢侧与焊缝界面的组织生长规律由无成分过冷时的平面晶→胞状树枝晶→焊缝中心位置附近的等轴晶,焊缝两侧界面均存在成分连续变化的熔合过渡区,该区域可有效解决结合界面的失效问题。焊缝区平均显微硬度约为141.8HV_(0.3),硬度较高的区域为富铁相析出物,硬度较低的区域为富铜相基体。 展开更多
关键词 电子束焊接 异种金属焊接 冷喷涂中间层 显微组织 元素扩散
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超低温用高锰奥氏体钢熔池凝固行为及特征
3
作者 何琼 王红鸿 +2 位作者 王杨文 张富伟 李晓晨 《机械制造文摘(焊接分册)》 2025年第4期6-12,共7页
采用埋弧焊工艺制备了高锰奥氏体钢焊缝金属,其主要成分为(质量分数):C元素0.30%~0.50%、Mn元素22.00%~25.00%和Cr元素3.50%~5.50%。通过光学显微镜(optical microscope,OM)、电子背散射衍射分析仪(electron back-scattered diffraction... 采用埋弧焊工艺制备了高锰奥氏体钢焊缝金属,其主要成分为(质量分数):C元素0.30%~0.50%、Mn元素22.00%~25.00%和Cr元素3.50%~5.50%。通过光学显微镜(optical microscope,OM)、电子背散射衍射分析仪(electron back-scattered diffraction,EBSD)、电子探针显微分析(electro-probe microanalyzer,EPMA)对高锰奥氏体钢焊缝金属的合金元素偏析行为、熔池凝固行为及特征进行分析。结果表明,使用同成分体系焊丝所制备的高锰奥氏体钢焊接接头,其熔合区同样存在不均匀混合区和部分熔化区(partially melted zone,PMZ)。试验钢由于热轧产生的C,Mn和Cr的合金元素偏析带,引起焊接接头熔合区中部分熔化区熔化,进一步增加了其元素偏析程度。不均匀混合区以胞状晶形态在部分熔化区上联生结晶,其合金元素分布延续了部分熔化区中的分布。熔池以胞状晶形态在部分熔化区突出的固相半岛上联生结晶,初始胞状晶宽度与母材热轧偏析带间距具有内在关联性,是由部分熔化区热轧带中合金元素的偏析及其熔化所形成的凹凸固液界面所导致。 展开更多
关键词 高锰奥氏体钢 部分熔化区 凝固结晶 偏析
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热力场作用下CFRTP/铝合金界面键合行为研究 被引量：1
4
作者 曲华 宋坤林 +2 位作者 张丽娇 祝弘滨 王振民 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第2期445-452,共8页
碳纤维增强热塑性复合材料(carbon-fiber-reinforced thermoplastic,CFRTP)和铝合金的复合结构可综合两种材料的优良性能,在需考虑轻量化的轨道交通、航空航天等领域有巨大的应用潜力。焊接技术具有强稳定性、高密封性等优点,在CFRTP和... 碳纤维增强热塑性复合材料(carbon-fiber-reinforced thermoplastic,CFRTP)和铝合金的复合结构可综合两种材料的优良性能,在需考虑轻量化的轨道交通、航空航天等领域有巨大的应用潜力。焊接技术具有强稳定性、高密封性等优点,在CFRTP和铝合金复合结构制备成型方面具有优势。然而,由于异种材料存在的物理、化学性质差异导致焊接接头存在相容性低、可焊性差等问题,且目前焊接工艺条件对焊接接头的微观连接机制尚不明确。因此,本研究采用分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟方法,探讨了不同温度和压强作用下碳纤维增强尼龙66(carbon-fiber-reinforced polyamide 66,CFRPA66)的基体材料PA66分子与铝合金中的Al原子的运动规律和相互作用机制。结果表明,焊接过程中的温度和压强变化对PA66与Al界面处的原子扩散和结合行为有显著影响。反应时间为10 ps时,界面模型相互作用能绝对值在550 K或1.5 MPa下达到最大值。模拟结果为CFRPA66与铝合金焊接工艺参数优化提供了理论依据,并为CFRTP/铝合金复合结构的工业应用奠定了基础。 展开更多
关键词 铝合金 尼龙66 界面模型 分子动力学 相互作用能
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激光焊接铍铝合金的微观组织形成机制与断裂行为研究
5
作者 魏怡芸 窦作勇 +4 位作者 刘群 杨磊 殷雪峰 徐庆东 张鹏程 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第3期101-107,共7页
针对铍铝合金高焊缝深度及高性能焊接技术需求,考察了不同激光功率对铍铝合金微观组织、拉伸性能以及断裂行为的影响。结果表明:当激光功率较小(800 W)时,焊缝呈现“月牙形”,焊缝深度仅有0.5 mm;随着激光功率的增加,焊缝深度明显增加,... 针对铍铝合金高焊缝深度及高性能焊接技术需求,考察了不同激光功率对铍铝合金微观组织、拉伸性能以及断裂行为的影响。结果表明:当激光功率较小(800 W)时,焊缝呈现“月牙形”,焊缝深度仅有0.5 mm;随着激光功率的增加,焊缝深度明显增加,但焊缝局部区域形成带状铝相,并且过量的热输入导致带状铝相变宽,进而造成铍铝界面出现脱黏开裂的现象。随着激光功率增加至1200 W,焊缝中微裂纹和铍铝界面氧化物夹杂的存在导致断裂最终发生在焊缝中。激光功率为1000 W时,激光焊接技术可以实现一定深度(约0.9 mm)的铍铝合金高强度焊接,抗拉强度可达300 MPa以上。 展开更多
关键词 铍铝合金 激光焊接 激光功率 焊缝 断裂行为
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L-PBF制造GH3536热处理与激光冲击强化复合调控
6
作者 刘怡 方学伟 +1 位作者 汤可鑫 黄科 《焊接学报》 北大核心 2025年第1期15-23,共9页
文中针对激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,L-PBF)制造的GH3536样品,采用了不同的后处理工艺,并对其微观组织、力学性能和残余应力进行了分析.结合激光冲击强化技术,开展了构件表面残余应力调控,探究了热处理与激光冲击强化工艺... 文中针对激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,L-PBF)制造的GH3536样品,采用了不同的后处理工艺,并对其微观组织、力学性能和残余应力进行了分析.结合激光冲击强化技术,开展了构件表面残余应力调控,探究了热处理与激光冲击强化工艺顺序对残余应力的影响.结果表明,热处理中巨大的冷却应力撕裂了部分孔隙,同时,热处理不能完全消除构件表面约为+90 MPa的残余拉应力.随着冲击次数增加,残余应力的改善效果更显著,冲击两次后构件近表面呈现残余压应力状态,约为−350 MPa.相比在热处理前进行激光冲击强化,在热处理后进行强化更有利于残余拉应力的调控,从而实现性能的综合提升.文中研究结果为GH3536构件的增材制造及后处理工艺提供了新的思路,同时为其在航空航天领域的工程应用奠定基础. 展开更多
关键词 激光粉末床熔融 GH3536 激光冲击强化 热处理 力学性能
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合金元素对高锰奥氏体钢组织和性能影响的研究进展
7
作者 张天理 彭净净 +4 位作者 方乃文 马建国 徐连勇 陈振刚 俞华琴 《焊接学报》 北大核心 2025年第12期133-144,共12页
高锰奥氏体钢因其极高的强韧性、低磁导率、高抗疲劳、低生产成本等综合性能,被广泛用于航空航天、石油化工和轨道交通等重要行业.高锰奥氏体钢的变形机制包括马氏体相变、孪生与位错滑移,主要由层错能决定,而层错能的高低受合金元素与... 高锰奥氏体钢因其极高的强韧性、低磁导率、高抗疲劳、低生产成本等综合性能,被广泛用于航空航天、石油化工和轨道交通等重要行业.高锰奥氏体钢的变形机制包括马氏体相变、孪生与位错滑移,主要由层错能决定,而层错能的高低受合金元素与变形温度的显著.系统综述了C、Mn、Si、Nb、Ti、V、Mo、Al、Cr及稀土等合金元素对高锰奥氏体钢层错能、微观组织与力学性能的作用机制,得出C、Mn、Nb、Ti、Al元素提高层错能,有助于提升断后伸长率,Si、Mo、Cr元素则降低层错能,更有利于增强抗拉强度,提出了优化的合金成分配比(质量分数)建议:C<0.6%、Mn>18%、0.3%~0.6%Si、0.29%~0.3%Nb、0%~0.15%Ti、0.15%~0.3%V、0.8%~1.3%Mo、1%~3%Cr,Al<2%.此外,适量添加稀土元素可净化钢液、改善夹杂物形态、细化晶粒并抑制碳化物析出,从而进一步提高钢的综合力学性能,为高锰奥氏体钢及其配套焊接材料的成分设计与工程应用提供了重要参考. 展开更多
关键词 高锰奥氏体钢 合金元素 层错能 变形机制 微观组织 力学性能
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不同位置铝合金激光-MIG复合焊接熔滴过渡及成形特性
8
作者 徐海威 查佩君 +2 位作者 曹之南 朱宗涛 陈辉 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期35-43,共9页
目的研究焊接位置对铝合金激光-MIG复合焊接熔滴过渡和焊缝成形的影响,为铝合金不同位置激光-MIG复合焊接工艺优化提供依据。方法采用激光-MIG复合焊接方法焊接A7N01铝合金,利用高速摄像设备观察不同位置(0°、90°、180°... 目的研究焊接位置对铝合金激光-MIG复合焊接熔滴过渡和焊缝成形的影响,为铝合金不同位置激光-MIG复合焊接工艺优化提供依据。方法采用激光-MIG复合焊接方法焊接A7N01铝合金,利用高速摄像设备观察不同位置(0°、90°、180°、270°)的熔滴过渡和电弧形态,分析其对焊缝成形的影响。结果在相同的焊接参数下,0°和270°位置呈“一脉一滴”过渡,90°位置为“一脉多滴”,180°位置为短路过渡。不同电弧焊枪倾角对电弧形态产生显著影响,电弧整体向弧长较长一侧发生偏转,激光的引入对电弧偏转影响较小。不同焊接位置的宏观形貌和焊接缺陷也存在显著差异,90°位置焊缝成形最差且伴随较多气孔和裂纹缺陷,270°位置焊缝深宽比显著增大。结论在铝合金激光-MIG复合焊接过程中,焊接位置通过改变熔滴受力状态显著影响了过渡行为和焊缝成形质量。电弧焊枪倾斜对电弧偏转起主导作用,电磁力方向主要受电弧焊枪倾角的影响。 展开更多
关键词 铝合金 激光-MIG复合焊接 熔滴过渡 电弧形态 焊缝成形
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加热速度对CHDG-B合金焊接热影响区组织和性能的影响
9
作者 胡明磊 胡斌 +4 位作者 徐科 张维 于祥龙 陈光 李冬升 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期222-228,共7页
目的 以CHDG-B合金为研究对象,探究其焊接热影响区的微观组织、力学行为与加热速度的相互作用机制。方法 采用固溶处理后的CHDG-B试样,分别在100、50、10℃/s的加热速度下进行焊接热模拟实验。利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜对热... 目的 以CHDG-B合金为研究对象,探究其焊接热影响区的微观组织、力学行为与加热速度的相互作用机制。方法 采用固溶处理后的CHDG-B试样,分别在100、50、10℃/s的加热速度下进行焊接热模拟实验。利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜对热影响区(HAZ)的微观结构进行详尽分析。此外,还进行了硬度、冲击、拉伸试验等性能测试。结果 随着加热速度的减小,与母材相比,CHDG-B合金的晶粒尺寸变化不明显,但析出相Nb C的形态由细小圆球状逐渐变为条带状。加热速度减小导致热影响区硬度下降,同时组织韧性降低。当加热速度大于10℃/s时,NbC析出相在晶界处的钉扎作用有效细化了晶粒,提升了热影响区的硬度,但当加热速度过低时,析出相的长大增加了微裂纹的形成趋势,进而影响了材料的韧性。冲击断口观察结果表明,CHDG-B合金的断裂机制为韧性断裂。结论 当加热速度大于10℃/s时,既保证了CHDG-B合金热影响区的硬度,又维持了良好的韧性,从而为实际应用中焊接工艺的制定提供了理论依据和技术指导。 展开更多
关键词 CHDG-B合金 焊接热模拟 焊接热影响区 微观组织 冲击韧性 晶粒尺寸
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基于机器学习的热塑性树脂/金属异质结构界面键合特征预测模型研究
10
作者 王令军 宋坤林 +3 位作者 张丽娇 祝弘滨 李琰 王振民 《精密成形工程》 北大核心 2025年第2期228-237,共10页
目的探索一种能精确预测热塑性树脂/金属异质界面键合典型特征的方法,采用计算材料学与机器学习结合的方式构建预测模型。方法提出了基于机器学习与计算材料学的热塑性树脂/金属异质结构界面键合特征预测新策略。基于热塑性树脂/金属界... 目的探索一种能精确预测热塑性树脂/金属异质界面键合典型特征的方法,采用计算材料学与机器学习结合的方式构建预测模型。方法提出了基于机器学习与计算材料学的热塑性树脂/金属异质结构界面键合特征预测新策略。基于热塑性树脂/金属界面焊接冶金特征,建立了界面反应精细原子模型,通过分子动力学模拟构建了异质界面键合典型特征数据集。根据键合原子间物理、化学及结构特征选取输入特征向量,随后分别通过随机森林回归模型、梯度提升回归树模型、LASSO回归模型以及BP神经网络模型对该数据集进行训练,并综合评估预测性能,选出预测结果最优算法模型。最后通过基于皮尔逊相关系数和主成分分析的特征工程,降低特征向量维度,进而有效降低模型计算复杂度。结果建立了热塑性树脂/金属异质结构界面键长预测模型,其中随机森林回归模型、梯度提升回归树模型、LASSO回归模型以及BP神经网络模型的均方根误差RMSE分别为0.0466、0.0446、0.0999、0.0627。特征工程使特征向量从20维降到5维,降维后的新特征向量在梯度提升回归树模型中预测的RMSE为0.0386。结论梯度提升回归树模型对热塑性树脂/金属异质结构界面键合特征的预测效果最好,特征工程能有效降低模型复杂度,并提升预测性能。 展开更多
关键词 热塑性树脂 金属 异质结构 机器学习 计算材料学 键长
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焊接热循环下Nb原子非平衡晶界偏聚行为的动力学建模
11
作者 林轩艺 王红鸿 鄢文泽 《武汉科技大学学报》 北大核心 2025年第1期14-24,共11页
采用Gleeble-3500型热模拟机,对3种不同Nb含量(0.180%、0.085%、0.025%)的HSLA钢在不同冷却速率下的焊接热循环过程进行模拟,借助电子显微探针(EPMA)技术对Nb原子的非平衡晶界偏聚行为进行表征,得到了不同Nb含量和冷却速率下晶界处Nb原... 采用Gleeble-3500型热模拟机,对3种不同Nb含量(0.180%、0.085%、0.025%)的HSLA钢在不同冷却速率下的焊接热循环过程进行模拟,借助电子显微探针(EPMA)技术对Nb原子的非平衡晶界偏聚行为进行表征,得到了不同Nb含量和冷却速率下晶界处Nb原子偏聚量,基于非平衡晶界偏聚动力学理论,计算得到空位形成能为1.403 eV,同时确定了Nb含量分别为0.180%和0.085%钢中Nb原子非平衡偏聚的临界时间常数分别为7.59×10^(3)和6.0×10^(3)。进一步将Nb原子-空位复合体的扩散系数作为变量,计算并修正得到了其与等效时间的函数关系,最终建立了焊接热循环条件下Nb原子非平衡偏聚的修正动力学方程。 展开更多
关键词 NB HSLA钢 焊接热循环 非平衡晶界偏聚 扩散系数 动力学方程
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成分变化率对激光增材制造TiC/TC4功能梯度材料组织和性能的影响
12
作者 高川云 张彦霄 +3 位作者 虞文军 张家豪 王磊磊 占小红 《精密成形工程》 北大核心 2025年第10期116-126,共11页
目的研究不同TiC含量下梯度材料微观组织的演变机理与高温性能的变化趋势。方法基于激光直接能量沉积方法制备不同成分变化率的TiC/TC4梯度材料试块,其中TiC含量(质量分数)分别为1.5%和3.0%,通过观察不同成分变化梯度试块的微观形貌,分... 目的研究不同TiC含量下梯度材料微观组织的演变机理与高温性能的变化趋势。方法基于激光直接能量沉积方法制备不同成分变化率的TiC/TC4梯度材料试块,其中TiC含量(质量分数)分别为1.5%和3.0%,通过观察不同成分变化梯度试块的微观形貌,分析了组织演变机理,通过EDS测试分析了不同成分变化梯度试块中各析出相的元素分布情况,并开展了高温拉伸测试,研究了高温拉伸性能与断裂机制。结果共晶TiC主要呈现出链状、颗粒状特征,初生TiC的形貌以枝晶状为主,共晶TiC中固溶了更多的Al元素;变化梯度为1.5%(质量分数)的试块底部、中部和顶部的抗拉强度分别为860、845、548 MPa,而变化梯度为3.0%(质量分数)的试块底部、中部和顶部的抗拉强度分别为859、875、662 MPa。结论随着TiC含量的增加,不同成分变化梯度下的TiC析出相形貌均由颗粒状、链状逐渐转变为树枝状,3.0%(质量分数)变化梯度下的梯度试块顶部树枝晶更加发达。成分变化率对梯度试样底部与中部区域高温强度的影响较小,在3.0%(质量分数)变化梯度下,梯度试块顶部高温强度较高。 展开更多
关键词 功能梯度材料 激光直接能量沉积 成分设计 微观组织 高温性能
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热输入对Q690钢MAG焊接头组织和力学性能的影响
13
作者 白海明 姜英龙 +4 位作者 段青辰 王唯一 郭枭 凡乃峰 徐理想 《机械工程材料》 北大核心 2025年第8期54-60,共7页
在冷却速率0.1~100℃·s^(-1)下对Q690钢进行热模拟试验,结合金相分析和硬度检测,绘制了试验钢的焊接连续冷却转变曲线,明确了试验钢组织转变规律,确定打底焊热输入为15 kJ·cm^(-1),填充和盖面焊热输入分别为13,18,22 kJ·... 在冷却速率0.1~100℃·s^(-1)下对Q690钢进行热模拟试验,结合金相分析和硬度检测,绘制了试验钢的焊接连续冷却转变曲线,明确了试验钢组织转变规律,确定打底焊热输入为15 kJ·cm^(-1),填充和盖面焊热输入分别为13,18,22 kJ·cm^(-1);在上述热输入条件下对30 mm厚Q690钢进行熔化极活性气体保护(MAG)对接焊,研究了热输入对接头组织和力学性能的影响。结果表明:不同热输入下接头中未见裂纹、气孔等缺陷,焊缝成形良好,焊缝组织以贝氏体为主,热影响区中过热区和正火区组织为贝氏体+马氏体,不完全正火区除了存在贝氏体和马氏体外还出现铁素体和珠光体。随着热输入增加,过热区与正火区晶粒尺寸增大,接头抗拉强度先升后降,当热输入不大于18 kJ·cm^(-1)时满足使用要求(不低于770 MPa)。不同热输入下接头弯曲180°均未出现裂纹,热影响区和焊缝的-20℃冲击吸收功均满足技术要求(不低于47 J),焊缝硬度最低,热影响区硬度最高,当热输入在13,18 kJ·cm^(-1)时,热影响区硬度相比母材和焊缝明显增大,22 kJ·cm^(-1)热输入下热影响区硬度仅略高于母材和焊缝。 展开更多
关键词 热输入 高强钢 熔化极活性气体保护焊 Q690钢 工程机械
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线能量对CHDG-B材料焊接粗晶热影响区组织和性能的影响
14
作者 胡明磊 张维 +4 位作者 徐科 胡斌 陈光 刘仁才 李冬升 《精密成形工程》 北大核心 2025年第5期158-165,共8页
目的 明确线能量对CHDG-B材料焊接粗晶热影响区组织和性能的影响规律。方法 采用Gleeble3500热力模拟试验机模拟CHDG-B焊接过程中的热循环,研究线能量对CHDG-B粗晶热影响区金相显微组织、晶粒大小、显微硬度、冲击韧性等的影响规律。结... 目的 明确线能量对CHDG-B材料焊接粗晶热影响区组织和性能的影响规律。方法 采用Gleeble3500热力模拟试验机模拟CHDG-B焊接过程中的热循环,研究线能量对CHDG-B粗晶热影响区金相显微组织、晶粒大小、显微硬度、冲击韧性等的影响规律。结果 当线能量为5 kJ/cm和6.5 kJ/cm时,焊接粗晶热影响区晶粒平均尺寸小于母材CHDG-B的晶粒平均尺寸;当线能量为10 kJ/cm和17 kJ/cm时,焊接粗晶热影响区晶粒平均尺寸大于母材CHDG-B的晶粒平均尺寸。当线能量为17 kJ/cm时,焊接粗晶热影响区的析出相不再是弥散分布在晶粒中,析出相对晶界的钉扎作用明显下降,焊接粗晶热影响区晶粒长大。当线能量为5kJ/cm和6.5 kJ/cm时,焊接粗晶热影响区冲击功值大于母材CHDG-B的冲击功值;当线能量为10 kJ/cm和17 kJ/cm时,焊接粗晶热影响区冲击功值小于母材CHDG-B的冲击功值。当线能量为5 kJ/cm时,析出相数量相对较少、形态呈细小圆球状,在奥氏体晶粒中弥散分布。结论 从控制晶粒尺寸和冲击韧性角度考虑,在焊接CHDG-B时,线能量应小于10 kJ/cm。在本文试验条件下,线能量对CHDG-B焊接粗晶热影响区耐晶间腐蚀能力没有影响。 展开更多
关键词 焊接粗晶热影响区 热-力模拟 CHDG-B钢 冲击韧性 晶粒尺寸
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铝/钢异种材料超声辅助激光熔钎焊界面控制及性能研究 被引量：1
15
作者 季明月 桑文雅 +1 位作者 解玉坤 胡桂领 《应用激光》 北大核心 2025年第1期1-8,共8页
针对铝/钢异种合金超声-激光复合熔钎焊进行了相关研究,并对比分析不同超声频率下接头的成形质量与组织性能。在不施加超声振动时,铝液在不锈钢表面的铺展润湿能力较差,焊缝成形不良,存在较多的咬边和焊瘤缺陷;熔焊区存在少量的气孔缺陷... 针对铝/钢异种合金超声-激光复合熔钎焊进行了相关研究,并对比分析不同超声频率下接头的成形质量与组织性能。在不施加超声振动时,铝液在不锈钢表面的铺展润湿能力较差,焊缝成形不良,存在较多的咬边和焊瘤缺陷;熔焊区存在少量的气孔缺陷,界面IMC为锯齿状和大尺寸细针状金属间化合物;接头抗拉强度和延伸率为164 MPa和5.5%。在超声振动频率为60 Hz时,焊缝成形质量显著提高,IMC呈平面形态,厚度仅为1~3μm,接头抗拉强度和断后伸长率分比为192 MPa和8.4%。 展开更多
关键词 异种金属 激光熔钎焊 超声振动 界面形貌 力学性能
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水工闸门增材修复耐磨焊条堆焊层的组织及性能
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作者 朱思思 胡兴 +2 位作者 吴溢凡 赵建华 杨可 《机械工程材料》 北大核心 2025年第11期106-112,共7页
设计了一种耐磨焊条,焊条药皮由还原铁粉、海泡石矿、钾长石、水玻璃、金红石、萤石、锰粉、纤维素、铝硅合金、硅铁合金及稀土硅铁组成,焊芯为0Cr13不锈钢丝,采用手工电弧焊对Q235钢进行水下三层多道堆焊试验,通过与普通焊条堆焊层对比... 设计了一种耐磨焊条,焊条药皮由还原铁粉、海泡石矿、钾长石、水玻璃、金红石、萤石、锰粉、纤维素、铝硅合金、硅铁合金及稀土硅铁组成,焊芯为0Cr13不锈钢丝,采用手工电弧焊对Q235钢进行水下三层多道堆焊试验,通过与普通焊条堆焊层对比,研究了耐磨焊条堆焊层的组织与耐磨性能。结果表明:耐磨焊条堆焊层中无裂纹等缺陷,其组织为板条马氏体和少量δ-铁素体,马氏体沿温度梯度方向生长形成柱状晶。与普通焊条相比,耐磨焊条堆焊层的马氏体晶粒尺寸更小、体积分数更高,δ-铁素体含量更少,显微硬度提高,摩擦因数和磨损率降低,耐磨性能更好。耐磨焊条堆焊层的磨损表面存在浅且粗细均匀的犁沟,局部伴有少量剥落、磨屑及微裂纹,主要磨损机制为轻度磨粒磨损。 展开更多
关键词 水下焊接 显微组织 显微硬度 耐磨性能
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双TIG电弧双丝增材制造低碳钢/不锈钢梯度材料的组织及性能
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作者 邓颖 王新鑫 +2 位作者 贺虹云 徐浩淳 熊锋 《材料热处理学报》 北大核心 2025年第9期191-201,共11页
采用双钨极惰性气体保护焊(TIG)电弧双丝增材制造方法,制备了低碳钢/不锈钢薄壁梯度材料,并分析其微观组织、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明:随着不锈钢所占比例的增加,低碳钢/不锈钢梯度材料的元素成分呈现近似线性的变化规律,Fe元素... 采用双钨极惰性气体保护焊(TIG)电弧双丝增材制造方法,制备了低碳钢/不锈钢薄壁梯度材料,并分析其微观组织、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明:随着不锈钢所占比例的增加,低碳钢/不锈钢梯度材料的元素成分呈现近似线性的变化规律,Fe元素含量逐渐减小,而Cr和Ni元素含量逐渐增加;梯度材料的微观组织在高度方向呈现梯度变化,由底部的马氏体、铁素体组织过渡到中部的马氏体组织再到中上部位的马氏体和奥氏体,最终过渡到顶部的δ铁素体和奥氏体组织;随着不锈钢比例的增加,梯度材料的显微硬度大体呈逐渐增加趋势,显微硬度为230~430 HV0.3;梯度材料在水平方向和竖直方向的抗拉强度分别为1224和1106 MPa,伸长率分别为11%和12.5%;梯度材料在水平方向和竖直方向的断口形貌均由韧窝构成,表现为延性断裂的特征;随着不锈钢比例的增加,梯度材料的耐腐蚀性增强,顶部的耐腐蚀性能高于底部。 展开更多
关键词 梯度材料 电弧增材 微观组织 力学性能
原文传递
焊缝相变温度对超高强钢接头氢扩散行为的影响
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作者 杨兆庆 邸新杰 +2 位作者 闫强军 姜在伟 利成宁 《焊接学报》 北大核心 2025年第12期1-8,共8页
焊接氢致裂纹是超高强钢焊接过程中最容易产生的缺陷之一,其裂纹敏感性高低与氢在焊接接头不同区域的扩散行为有关,而氢的扩散行为又受到焊接接头组织转变的影响.采用改进的显微摄影技术研究了ER110S-G焊材与11Cr-7Ni马氏体焊材在焊接Q1... 焊接氢致裂纹是超高强钢焊接过程中最容易产生的缺陷之一,其裂纹敏感性高低与氢在焊接接头不同区域的扩散行为有关,而氢的扩散行为又受到焊接接头组织转变的影响.采用改进的显微摄影技术研究了ER110S-G焊材与11Cr-7Ni马氏体焊材在焊接Q1100超高强钢时,氢在焊接接头的扩散规律.通过氢微印法(hydrogen micro-printing,HMT)对焊接接头中氢的最终分布进行了72 h的示踪研究,探讨了使用ER110S-G焊材与11Cr-7Ni焊材的焊接接头中氢分布差异的原因.结果表明,使用ER110S-G焊材的焊接接头中,氢主要聚集在焊缝及其热影响区,11Cr-7Ni焊材则使氢聚集在焊缝,11Cr-7Ni焊材较低的马氏体相变温度抑制了氢从焊缝向热影响区的扩散,降低了热影响区的氢浓度,研究结果对于理解超高强钢焊缝的相变行为与接头不同区域的氢脆倾向之间的关系提出了新的思路. 展开更多
关键词 超高强钢 扩散氢 相变温度 热影响区
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硫化氢环境中X80管线钢焊接粗晶热影响区的断裂韧性
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作者 于洋 高志伟 +3 位作者 龚宝明 邓彩艳 刘锦 苏显栋 《焊接》 2025年第1期40-45,共6页
【目的】为了评估空气和硫化氢环境下X80管线钢粗晶热影响区(CGHAZ)的断裂韧性差异,分析了环境因素对断裂韧性的影响。【方法】利用三点弯试验测试了CGHAZ的断裂韧性,并利用SEM对CTOD试样断口微观形貌和裂纹扩展路径进行了分析,并探究了... 【目的】为了评估空气和硫化氢环境下X80管线钢粗晶热影响区(CGHAZ)的断裂韧性差异,分析了环境因素对断裂韧性的影响。【方法】利用三点弯试验测试了CGHAZ的断裂韧性,并利用SEM对CTOD试样断口微观形貌和裂纹扩展路径进行了分析,并探究了H_(2)S环境对CGHAZ断裂韧性的影响机制。【结果】结果表明,CGHAZ在H_(2)S介质中的断裂韧性发生了明显降低,其CTOD平均值由0.335mm降低至0.093mm,降低了约72%。CGHAZ在空气环境中的断口形貌主要为韧窝特征,而H_(2)S环境中的断口主要是韧窝和准解理面共存的混合断裂特征。Ti-Mn-Fe的氧化物是准解理面的起裂源。【结论】氢致弱键(HEDE)和氢增强局部塑性(HELP)是造成CGHAZ在H_(2)S环境下断裂韧性降低的主要机制。 展开更多
关键词 管线钢 粗晶热影响区 断裂韧性 断裂机制
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环境因素对深水导管架大厚板高强钢FCAW焊缝横向裂纹的影响
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作者 王金生 马丽 +1 位作者 李黎霞 邓彩艳 《焊接》 2025年第3期52-58,共7页
【目的】深水导管架大厚板高强钢焊接时常出现横向裂纹,旨在分析施焊环境因素对大厚板高强钢焊接横向裂纹的影响规律。【方法】采用G-BOP试验测试了典型温度和湿度组合工况下横向裂纹的敏感性,分析了扩散氢含量、焊缝微观组织和拘束应... 【目的】深水导管架大厚板高强钢焊接时常出现横向裂纹,旨在分析施焊环境因素对大厚板高强钢焊接横向裂纹的影响规律。【方法】采用G-BOP试验测试了典型温度和湿度组合工况下横向裂纹的敏感性,分析了扩散氢含量、焊缝微观组织和拘束应力对裂纹萌生/扩展行为的影响。【结果】在温度10℃、湿度90%(低温高湿)环境下,焊缝扩散氢含量高达9.9mL/100g,开裂率高达66.7%,横向裂纹敏感性最高;在温度38℃、湿度90%(高温高湿)环境下,尽管扩散氢含量高达9.5mL/100g,但是开裂率为0%,未产生横向裂纹。【结论】低温高湿环境的焊缝金属组织中先共析铁素体更发达且存在沿晶界生长的侧板条铁素体,更容易诱发横向裂纹的萌生和扩展。横向裂纹倾向于在先共析铁素体、针状铁素体及大颗粒的夹杂物处萌生,裂纹易在先共析铁素体中扩展,针状铁素体对裂纹扩展有一定的阻碍作用。在低温高湿环境下,接头拘束应力大,扩散氢更容易聚集并造成氢损伤,促进裂纹的萌生和扩展;而在高温高湿环境下,接头拘束应力水平降低,扩散氢缺乏聚集的驱动力,不易引起横向裂纹。 展开更多
关键词 导管架 高强钢 横向裂纹 扩散氢 拘束应力
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