钛合金厚板T型接头大功率激光焊接组织研究

来源 :热加工工艺 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangxiangbin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
采用大功率激光器对16⊥20 mm的TC4钛合金厚板T型接头进行无坡口全焊透试验,分析了接头不同位置的显微组织和横截面的硬度分布.结果 表明:当接头每侧的激光功率为16 kW,离焦量为+10mm,焊接速度为0.96 rn/min,光束角度为15°,偏移量为1.5mm时,焊缝成型良好,两侧焊缝重叠深度适中,无气孔、未焊透和未熔合等缺陷.焊缝区为由晶界α相、片状α\'相和晶间β相组成的粗大柱状晶;从焊缝区根部至上部柱状晶尺寸逐渐增加;热影响区组织呈现过渡形貌,近焊缝热影响区组织为尺寸较大的等轴晶,近母材热影响区等轴晶的尺寸减小,原始等轴α相数量增加.焊缝区的硬度高于热影响区和母材区,热影响区出现低硬度区;在T型接头截面纵向上,焊缝根部的硬度最高,随距腹板中心线的距离增大,硬度总体上降低,最后趋于稳定.
其他文献
利用激光共聚焦显微镜(LSCM)和电子背散射衍射(EBSD)以及拉伸、纳米压痕等实验对进口ER8高铁车轮钢的轮辋踏面的微观组织与力学性能进行研究.结果 表明,高铁车轮钢存在的微观组织有先共析铁素体、珠光体、上贝氏体.含有上贝氏体的高铁车轮钢的错位角一般存在两个高数量分数区域,而未含有上贝氏体的高铁车轮钢在高角度时不存在高数量分数区域.在室温拉伸过程时,上贝氏体会降低抗拉强度,可能会降低车轮运行的抵抗能力,而两组的伸长率和断面收缩率相当.拉伸断口呈现为典型的杯锥状且以解理断裂存在.上贝氏体的纳米硬度高于珠光
随着钛合金的生产和使用需求量的增大,对制备钛合金的工艺要求也愈来愈高.通过对粉末冶金、机械合金化、电子束熔炼和选择性激光熔化制备生物医用钛合金材料的方法、原理、性能、优缺点以及应用进展进行总结,指出了未来的研究方向.
采用单激光束以重复扫描的方式模拟多激光束选区熔化(SLM)成形Ti6Al4V的方法,研究了单激光束成形区、双激光束搭接区及四激光束搭接区的力学性能.结果 表明:随着扫描次数的增加,Ti6Al4V合金的致密度逐渐下降,2次扫描相比1次扫描下降了约0.5%,4次扫描相比1次扫描下降了约1.1%;随着扫描次数的增加,Ti6Al4V合金的摩擦系数逐渐下降,2次扫描相比1次扫描下降了约3.7%,4次扫描相比1次扫描下降了约8.5%.在磨损面方面,搭接区与非搭接区的形貌都较为粗糙、磨损痕迹较大且磨损面上有较多的磨屑,
采用等离子弧增材制造系统进行了Inconel690合金材料的薄壁件电弧增材制造.分析了不同焊接电流对Inconel 690电弧增材制造薄壁件成形、显微组织及力学性能的影响.结果 表明:随着电流的增加,薄壁试样的宽度增加而层高降低,晶粒尺寸逐渐变大.增材制造试样的伸长率较Inconel690焊丝理论伸长率高而拉伸强度相对较低,不同方向的力学性能差异显著,水平方向拉伸强度约为500MPa,优于竖直方向的450MPa,水平方向伸长率为66%,低于竖直方向的75%,不同电流下拉伸试样的断裂机理不同.
对1060铝和AZ31B镁合金进行异种材料搅拌摩擦对接焊试验,研究了接头的显微组织、织构分布和力学性能.结果 表明:从焊核区中心至镁侧热力影响区,平均晶粒尺寸逐渐增大,再结晶分数和大角度晶界占比逐渐降低,微观织构从‖ WD逐渐转变为‖ TD.接头焊核区的显微硬度相较母材的增加,由于焊核区和镁侧热力影响区晶粒尺寸的差异,镁侧热力影响区/焊核区界面处显微硬度发生突变.接头的抗拉强度和伸长率分别为75.6 MPa和0.6%,接头的断裂位置为镁侧热力影响区/焊核区界面处,断裂方式为脆性断裂.
设计了5种制备Ti-22Al-25Nb(at%)合金VAR熔炼用自耗电极方案,并制备了该合金.对VAR熔炼的Ti-22Al-25Nb合金铸锭进行了化学成分分析.结果 表明,自耗电极制备方式对铸锭的化学成分均匀性影响较小,对化学元素的损失率影响较大.采用纯金属加入时A1元素的损失率为23.8%,采用中间合金方式加入时损失率最小,为4.9%.混料+布料+压制方式是制备Ti-22A1-25Nb合金VAR熔炼用自耗电极的最佳的方式.
采用真空非自耗电弧炉和铜模真空吸铸设备分别制备了三元Ti-44Al-6Nb合金钮扣铸锭和真空吸铸棒状试样(φ5 mm×90 mm),借助扫描电镜和能谱及X射线衍射仪分别研究了合金铸态和吸铸凝固组织的形貌、成分以及相组成,同时利用Thermo-Calc软件计算了Ti-Al-6Nb合金变温截面相图并预测了凝固路径.结果 表明:通过相图及铸态凝固组织特征分析,初生相为β相,凝固路径为单一β相的凝固,铸态组织均匀化,白色β型偏析呈条状分布,未观察到明显的凝固偏析;真空铜模吸铸急冷区凝固组织均匀、细化且无凝固偏析,
采用正交实验法与电化学实验研究了纯钛、纯锆在模拟口腔唾液中的腐蚀行为.采用SEM分析了腐蚀表面的微观结构特点.结果 表明:模拟口腔唾液中的氟离子浓度对实验结果影响最大,氟离子浓度越高,材料越不耐腐蚀;模拟口腔唾液中的pH值对材料的腐蚀影响小于氟离子浓度.经过复合超细化处理的超细晶材料耐腐蚀性能提高,并且纯钛的耐腐蚀性能优于纯锆的.
研究了M型可降解支架材料PLLA在膨胀过程中的力学特性对支架膨胀特性的影响.建立M型支架,并将赋予其3种不同的材料,316L不锈钢、WE43镁铝合金、PLLA,利用有限元方法,对其进行膨胀过程模拟.研究了3种不同材料的变形特性和膨胀性能.结果 表明:随着压力的增加,其径向、轴向和周向变形都在不断变化,其中316L材料的变化量受压力影响较小;WE43镁铝合金在膨胀过程中存在变形突变点;PLLA受压力的影响较为敏感,导致其径向支撑力较弱,需要改变其弹性模量和屈服强度以增加其在膨胀过程中的力学性能.
以Ti6Al4V球形粉末为原料,利用激光选区熔化技术(SLM)精确化制备了 Ti6Al4V合金样品试件.采用扫描电镜观察了 3种不同空间孔隙结构(正六面体结构、G7结构、复合结构)的表观形貌,采用万能压缩试验机测试样品试件的力学性能,探究了激光选区融化技术对不同空间孔隙结构多孔Ti6Al4V合金的室温力学性能.结果表明:SLM成形Ti6Al4V合金室温的压缩弹性模量分别为1460、1530、1300MPa,抗压强度分别为111、1460、184MPa.复合结构的试件综合力学性能更能符合种植体-骨界面的结合