电子束焊接扫描波形对440C不锈钢焊缝成形及组织的影响

1

作者 王家铭 房卫萍 +2 位作者 莫春立 邓得胜 罗兵兵 《热加工工艺》 北大核心 2025年第13期48-54,共7页

针对5 mm厚的440C不锈钢电子束扫描焊接,研究不同扫描波形对焊接成形及组织的影响,并在试验基础上采用数值模拟方法建立不同扫描波形的热源模型,分析了不同扫描波形下电子束焊接过程的温度分布。结果表明,在相同焊接参数下,添加三角波... 针对5 mm厚的440C不锈钢电子束扫描焊接,研究不同扫描波形对焊接成形及组织的影响,并在试验基础上采用数值模拟方法建立不同扫描波形的热源模型,分析了不同扫描波形下电子束焊接过程的温度分布。结果表明,在相同焊接参数下,添加三角波扫描的电子束焊接热量密度更集中,表面熔宽更小,获得熔透焊缝。添加圆形波扫描的电子束焊接热量分散,获得非熔透焊缝。添加三角波扫描的电子束焊缝晶粒更细小更均匀,超过160μm的长晶粒比例明显低于圆波扫描。采用Abaqus有限元软件建立“高斯面热源+圆柱体热源”模型模拟电子束熔透焊结构,建立“椭球热源+圆锥体热源”模型模拟电子束非熔透焊结构,模拟结果与试验结果吻合良好。 展开更多

关键词 电子束焊接 扫描波形 440C不锈钢 焊缝成形 显微组织

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铝-钢异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头界面连接机制与力学性能研究

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作者 李聪 尤佳庆 +2 位作者 张悦 杨浩坤 赵运强 《热加工工艺》 北大核心 2024年第11期53-59,65,共8页

以5754铝合金与DC04钢为研究对象,进行了铝板在上的回填式搅拌摩擦点焊试验,研究了搅拌套下扎深度对铝-钢界面微观组织特征与接头力学性能的影响。结果表明,当搅拌套未扎入下层钢板时,冶金结合为铝-钢界面的主要连接机制。当搅拌套扎入... 以5754铝合金与DC04钢为研究对象,进行了铝板在上的回填式搅拌摩擦点焊试验,研究了搅拌套下扎深度对铝-钢界面微观组织特征与接头力学性能的影响。结果表明,当搅拌套未扎入下层钢板时,冶金结合为铝-钢界面的主要连接机制。当搅拌套扎入下层钢板时,铝-钢界面同时发生机械咬合与冶金结合,其中,机械咬合主要发生在搅拌套作用区。通过工艺优化得出最优工艺参数为:转速2000 r/min、焊速0.5 mm/s,搅拌套下扎深度1.45 mm,此时接头最大拉剪失效载荷达5105 N。 展开更多

关键词 异种材料 回填式搅拌摩擦点焊 拉剪载荷 连接机制

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焊接模式对电弧增材制造316不锈钢组织及力学性能的影响 被引量：4

3

作者 任香会 梁文奇 +2 位作者 王瑞超 韩善果 武威 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期79-85,92,I0007,I0008,共10页

基于冷金属过渡、冷金属过渡-脉冲以及直流脉冲三种焊接模式,开展了316不锈钢单道多层薄壁试样的电弧增材制造,并对试样进行了组织与性能的对比分析.结果表明,三种模式下成形构件均无塌陷和宏观气孔现象,凝固组织以柱状树枝晶为主,并伴... 基于冷金属过渡、冷金属过渡-脉冲以及直流脉冲三种焊接模式,开展了316不锈钢单道多层薄壁试样的电弧增材制造,并对试样进行了组织与性能的对比分析.结果表明,三种模式下成形构件均无塌陷和宏观气孔现象,凝固组织以柱状树枝晶为主,并伴随有大量的二次枝晶、胞状晶,通过金相观察和背散射电子衍射技术发现,组织表现出强<001>//z织构,构件中段稳态区的平均枝晶间距随不同焊接模式下的热输入变化而变化:由小到大依次为CMT—CMT-P—DC-P.通过X射线衍射和扫描电镜-能谱分析确定基体组织为γ-Fe(Cr0.19Fe0.7Ni0.11),基体间网状组织为残余δ-Fe.CMT-P模式下的构件强度最高,屈服强度达237 MPa,抗拉强度达555 MPa,平均硬度值达209 HV0.3,DC-P模式构件的断后伸长率最高达52%. 展开更多

关键词 电弧增材制造 冷金属过渡焊 不锈钢 力学性能 显微组织

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焊接工艺参数对TA15/304不锈钢真空扩散焊接头组织与抗剪强度影响 被引量：2

4

作者 余曦 李琪 +4 位作者 常荣辉 秦彬皓 张宇鹏 尹立孟 王海燕 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期64-73,共10页

针对TA15钛合金与304不锈钢的异种金属连接及其接头进行了研究.结果表明,在850~950℃的焊接温度下,接头扩散区(β-Ti区)和(α+β)-Ti双相区的宽度随温度的升高而增加,元素扩散更充分,接头孔洞逐渐减少,观察到逐渐增加的分层产物.分层产... 针对TA15钛合金与304不锈钢的异种金属连接及其接头进行了研究.结果表明,在850~950℃的焊接温度下,接头扩散区(β-Ti区)和(α+β)-Ti双相区的宽度随温度的升高而增加,元素扩散更充分,接头孔洞逐渐减少,观察到逐渐增加的分层产物.分层产物主要为金属间化合物组成的界面层,即σ-Fe(第1层),FeTi+Fe_(2)Ti(第2层),FeTi+β-Ti(第3层)和β-Ti(第4层).当焊接温度为900℃时,焊接接头达到最大抗剪强度为108 MPa,随着焊接时间的提升,焊接接头的微观形貌,元素成分和物相组织与焊接温度参数接头类似,但焊接时间对接头的抗剪强度影响较小,当焊接时间为80 min时,抗剪强度达到最大,断口出现以韧性为主的脆-韧性混合断裂特征. 展开更多

关键词 TA15/304SS 异种金属焊接 真空扩散焊接 工艺参数 微观组织 力学性能

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高碳铬不锈钢电子束焊接头性能研究 被引量：1

5

作者 代一博 罗兵兵 +3 位作者 房卫萍 易耀勇 胡永俊 易朋 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第17期193-197,共5页

针对高碳铬不锈钢焊接接头性能差的问题,采用电子束焊接技术对厚度为5 mm的调质态的高碳铬不锈钢进行焊接。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸试验机等设备对其接头进行显微组织... 针对高碳铬不锈钢焊接接头性能差的问题,采用电子束焊接技术对厚度为5 mm的调质态的高碳铬不锈钢进行焊接。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸试验机等设备对其接头进行显微组织与性能分析。结果表明,在加速电压150 kV、束流强度17 mA、焊接速度850 mm/min的条件下,可获得成形良好、无气孔和裂纹等缺陷产生的焊接接头。碳及合金元素以固溶态形式存在于焊缝中,熔合区均为马氏体和残余奥氏体,呈现出非平衡凝固组织,焊接热影响区中碳化物颗粒发生部分溶解。焊接接头硬度分布呈现典型的“M”型,焊接热影响区硬度最高,可达750HV;焊接接头抗拉强度为699 MPa,在焊接热影响区发生脆性断裂,接头的塑性变形能力急剧下降。 展开更多

关键词 高碳铬不锈钢 电子束焊 显微组织 接头性能

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TC4钛合金/N4纯镍激光高熵化填粉焊接组织性能研究 被引量：1

6

作者 刘喆 王伟雄 +3 位作者 贺琼瑶 郭瑞 赵运强 刘德佳 《精密成形工程》 北大核心 2022年第8期118-126,共9页

目的解决TC4/N4异种金属的焊接问题,拓展钛/镍异种金属复合结构的应用范围。方法选用Cu_(x)CoCrMnAl_(0.8)Si_(0.2)高熵填充粉末,采用激光填充粉末焊接的方式实现TC4钛合金和N4纯镍异种金属的连接,对焊缝的表面形貌、显微组织、相成分... 目的解决TC4/N4异种金属的焊接问题,拓展钛/镍异种金属复合结构的应用范围。方法选用Cu_(x)CoCrMnAl_(0.8)Si_(0.2)高熵填充粉末,采用激光填充粉末焊接的方式实现TC4钛合金和N4纯镍异种金属的连接,对焊缝的表面形貌、显微组织、相成分等微观特征进行表征,测试焊接接头的显微硬度和拉伸性能。结果激光高熵化填粉焊接接头成形良好,无明显缺陷。通过微观组织表征发现,近钛侧存在以β-Ti+Ti_(2)Ni共晶相为主、宽度为50μm的化合物区,焊缝内部由等轴枝晶、少量雪花状组织和富Cr的沉淀相组成。焊接接头强度远低于母材强度,焊缝硬度高于母材硬度,近钛侧焊缝区硬度高于近镍侧焊缝区硬度。结论激光高熵化填粉焊接可实现钛/镍异种金属的连接,改善高熵填充粉末成分,调控焊缝金属的微观结构与接头性能。 展开更多

关键词 激光填粉焊接 钛/镍焊接 焊缝高熵化 微观组织 力学性能

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光丝位置对铝合金激光填丝焊接过程的影响 被引量：6

7

作者 韩善果 杨永强 +2 位作者 蔡得涛 罗子艺 薛亚飞 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期481-485,共5页

为了明晰光丝距离对激光填丝焊接过程影响规律,采用高速摄像、外观检查、宏观金相等方法,对3种光束模式下不同光丝距离与激光堆焊关系进行了理论分析和实验验证,得到了光丝距离对焊丝熔化、熔滴过渡、熔池波动和焊缝凝固的稳定性影响数... 为了明晰光丝距离对激光填丝焊接过程影响规律,采用高速摄像、外观检查、宏观金相等方法,对3种光束模式下不同光丝距离与激光堆焊关系进行了理论分析和实验验证,得到了光丝距离对焊丝熔化、熔滴过渡、熔池波动和焊缝凝固的稳定性影响数据。结果表明,光丝位置由相交(-5mm)向相离(+5mm)变化时,熔滴过渡经历“液滴→液滴+液桥→液桥→液滴+液桥”阶段;相同光丝距离时,单光束激光模式、双光束激光串行模式和双光束并行模式的焊缝熔深依次降低,甚至出现焊缝偏移和无熔深现象;单光束模式和双光束串行模式对焊丝熔化和熔池的影响规律近似,但双光束并行模式下具有特殊性;单光束激光焊接时,随着离焦量的增加,焊缝的熔深由最大值409.8μm迅速减小到282.6μm;双光束激光串行模式时,焊缝的最大熔深仅为328.4μm,随着离焦量降低而减小,但正离焦量为焊缝截面呈现不对称状态;双光束激光并行焊接模式时,焊丝偏向小功率激光束时,焊缝无熔深;随着焊丝向大功率激光束移动,形成仅有226.5μm小熔深焊缝。该研究为铝合金激光增材和焊接提供了参考。 展开更多

关键词 材料 焊接稳定性 光丝距离 熔滴过渡 光束模式 铝合金激光填丝焊接

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激光摆动路径对钢/铝点焊接头组织与性能的影响 被引量：2

8

作者 巴一 韩善果 +2 位作者 杨永强 郑世达 师文庆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期214-223,共10页

钢、铝两种材料因为物理性能和化学成分上存在较大差异,导致钢铝焊接成为难点。为了得到高质量的钢/铝接头,采用7种激光扫描路径对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行搭接点焊试验。研究激光扫描路径对钢/铝接头宏观形貌、金相组织、... 钢、铝两种材料因为物理性能和化学成分上存在较大差异,导致钢铝焊接成为难点。为了得到高质量的钢/铝接头,采用7种激光扫描路径对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行搭接点焊试验。研究激光扫描路径对钢/铝接头宏观形貌、金相组织、显微硬度和剪切强度的影响。结果表明:扫描路径的变化对接头的影响较大,相比于常规焊接,摆动焊接的接头具备更好的连接质量,焊缝表面成形效果更好;钢/铝接头主要由马氏体和铁素体组成,使用激光摆动点焊的接头晶界明显,在马氏体和铁素体交界处有少量的片状珠光体,且焊缝各处的晶粒种类无较大差异,因此焊缝各处力学性能相同,减少受力后,出现应力集中的现象;摆动点焊钢/铝接头的力学性能得到提升,钢侧接头的最大显微硬度可达450 HV,是常规的1.06倍,剪切强度为83 N/mm,是常规焊接的2.12倍。 展开更多

关键词 激光摆动焊接 焊缝成型 金相组织 显微硬度 剪切强度

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大厚度TA17钛合金磁控窄间隙TIG焊接头组织和力学性能 被引量：6

9

作者 胡金亮 胡永俊 +2 位作者 曾才有 张宇鹏 董春林 《热加工工艺》 北大核心 2023年第9期42-46,50,共6页

对120 mm厚的TA17钛合金板进行了磁控窄间隙TIG焊接试验,系统表征了该焊接接头不同区域的显微组织和力学性能,并阐明接头显微组织演变过程及其对力学性能的影响。结果表明沿接头横向存在显著的组织不均匀性:靠近焊缝的母材区主要由拉长... 对120 mm厚的TA17钛合金板进行了磁控窄间隙TIG焊接试验,系统表征了该焊接接头不同区域的显微组织和力学性能,并阐明接头显微组织演变过程及其对力学性能的影响。结果表明沿接头横向存在显著的组织不均匀性:靠近焊缝的母材区主要由拉长的α晶粒和沿晶界分布的β相构成,接头热影响区组织为粗大α集束构成的魏氏组织,熔合区为细小α片层交错组成的网篮组织。沿接头厚度方向,显微组织差异较小,接头上层熔合区观察到少量马氏体片层组织。接头熔合区硬度显著低于母材区的,拉伸过程中熔合区优先发生屈服,随后成为塑性变形集中区域,导致接头强度和塑性较母材降低。 展开更多

关键词 TA17钛合金 窄间隙TIG焊接 显微组织 力学性能

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1561铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织分析 被引量：6

10

作者 董春林 赵运强 +1 位作者 温林秀 张鹏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1-5,I0001,共6页

采用恒压力控制模式对4 mm厚1561铝合金板材进行了搅拌摩擦焊接试验,并对接头微观组织进行了研究.结果表明,随着由母材向焊缝中心过渡,晶粒尺寸呈先增大后减小的趋势,小角度晶界占比和位错密度持续降低.其中,热影响区晶粒在焊接热循环... 采用恒压力控制模式对4 mm厚1561铝合金板材进行了搅拌摩擦焊接试验,并对接头微观组织进行了研究.结果表明,随着由母材向焊缝中心过渡,晶粒尺寸呈先增大后减小的趋势,小角度晶界占比和位错密度持续降低.其中,热影响区晶粒在焊接热循环的作用下发生长大.热力影响区由被拉长的条状晶粒及细小等轴晶组成,表明此区域发生部分动态再结晶.搅拌区晶粒呈细小的等轴晶形态,说明该区域发生了完全动态再结晶.与母材区数量较小且尺寸较大的沉淀相相比,搅拌区存在大量尺寸较小的Al6Mn相,说明此区域沉淀相发生了先溶解再析出的过程.同时,搅拌区存在明显的位错墙和亚晶界等亚结构,表现出连续动态再结晶的组织形成特征.搅拌区内Al6Mn相主要分布在位错上,起到了钉扎位错并阻碍再结晶晶粒长大的作用. 展开更多

关键词 1561铝合金 搅拌摩擦焊 微观组织

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焊前热处理对440C不锈钢电子束焊接接头组织与性能的影响 被引量：3

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作者 代一博 房卫萍 +3 位作者 彭翰林 胡永俊 易耀勇 易朋 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期63-70,I0007,共9页

研究了焊前退火和调质2种热处理工艺对440C不锈钢电子束焊接接头的组织和力学性能的影响,分析了2种状态下的组织演变规律、接头拉伸力学性能和硬度分布特点.结果表明:2种热处理状态的板材经过电子束焊接后,焊缝成形良好,焊缝区域均为马... 研究了焊前退火和调质2种热处理工艺对440C不锈钢电子束焊接接头的组织和力学性能的影响,分析了2种状态下的组织演变规律、接头拉伸力学性能和硬度分布特点.结果表明:2种热处理状态的板材经过电子束焊接后,焊缝成形良好,焊缝区域均为马氏体和残留奥氏体组织,呈现出非平衡凝固组织,碳及合金元素以固溶形式存在于马氏体及残余奥氏体中,焊缝区域硬度达到398 HV.焊前经调质热处理后,母材基体由铁素体转变成回火马氏体和残余奥氏体混合组织,同时部分碳化物固溶在基体组织中,使基体组织硬度提高了60%.与焊前退火态相比,焊前调质热处理板材经电子束焊接后,可使焊接接头抗拉强度提高20%,焊接热影响区硬度提高35%,但接头的塑性变形能力有所下降,断裂均发生在热影响区. 展开更多

关键词 440C不锈钢 电子束焊接 焊前热处理 显微组织 力学性能

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铝锂合金机器人搅拌摩擦焊接头组织和性能 被引量：3

12

作者 张满当 赵运强 +3 位作者 董春林 谭锦红 易耀勇 吴伟 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期71-76,I0006,I0007,共8页

为降低焊接压力以适应机器人搅拌摩擦焊接的需求,采用小尺寸轴肩,在较低焊接载荷下进行搅拌摩擦焊接试验.以单位面积焊缝热输入相同为控制原则,研究了搅拌头轴肩尺寸对2 mm厚2060-T8铝锂合金搅拌摩擦焊接过程压力、焊缝成形、接头微观... 为降低焊接压力以适应机器人搅拌摩擦焊接的需求,采用小尺寸轴肩,在较低焊接载荷下进行搅拌摩擦焊接试验.以单位面积焊缝热输入相同为控制原则,研究了搅拌头轴肩尺寸对2 mm厚2060-T8铝锂合金搅拌摩擦焊接过程压力、焊缝成形、接头微观组织及力学性能的影响.结果表明,随着搅拌头轴肩尺寸的减小,所需焊接压力呈非线性下降,且稳定焊接过程中载荷振幅值降低.当轴肩尺寸为4 mm时,焊缝表面形成较大飞边,且接头内部产生孔洞缺陷,当轴肩尺寸大于6 mm时,能获得表面成形良好且内部无缺陷的接头.当轴肩尺寸为6 mm时,焊接压力为2800 N,焊核区平均晶粒尺寸为0.52μm,接头抗拉强度达到最大为396 MPa,为母材的74.1%,显微硬度呈“U”形分布,断裂位置为焊核区,断裂方式为韧—脆混合型断裂. 展开更多

关键词 2060-T8铝锂合金 搅拌摩擦焊 焊接压力 微观组织 力学性能

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高镁铝合金搅拌摩擦交叉焊接头微观组织与力学性能

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作者 林志成 赵运强 +2 位作者 闫德俊 刘莉 董春林 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期24-30,I0004,I0005,共9页

为满足大型铝合金船舶壁板的制造需求,对新一代高镁铝合金进行了搅拌摩擦交叉焊接试验.结果表明,交叉焊接头成形良好,搅拌区晶粒尺寸最小,热力影响区晶粒形态没有明显方向性,与单道搅拌摩擦焊相比,交叉焊接头搅拌区晶粒组织更细.显微硬... 为满足大型铝合金船舶壁板的制造需求,对新一代高镁铝合金进行了搅拌摩擦交叉焊接试验.结果表明,交叉焊接头成形良好,搅拌区晶粒尺寸最小,热力影响区晶粒形态没有明显方向性,与单道搅拌摩擦焊相比,交叉焊接头搅拌区晶粒组织更细.显微硬度测试结果表明,交叉焊接头显微硬度变化范围较小,前进侧接头软化明显;拉伸试验测试结果表明,交叉焊接头抗拉强度为340 MPa,为母材强度的87%,对比搅拌摩擦焊接头抗拉强度358 MPa略微降低,在热影响区断裂,断裂方式为45°韧性断裂;疲劳裂纹萌生于焊缝底部,在最大应力150 MPa下循环超2×10^(6)次未断裂,疲劳性能良好,瞬断区断裂方式为韧性断裂. 展开更多

关键词 新一代高镁铝合金 搅拌摩擦交叉焊 微观组织 力学性能 疲劳性能

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双丝CMT+P增材制造316L不锈钢件组织性能

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作者 任香会 马腾 +1 位作者 武威 韩善果 《焊接学报》 北大核心 2025年第3期96-103,共8页

采用了冷金属过渡加脉冲(CMT+P)双丝双电弧工艺进行60层316L不锈钢沉积件的增材,对比分析了不同熔敷电流对沉积件的显微组织与力学性能的影响.结果表明,随着熔敷电流增大,成形宽度逐渐增大,而高度则先增大后减小,表面良好无明显缺陷,是... 采用了冷金属过渡加脉冲(CMT+P)双丝双电弧工艺进行60层316L不锈钢沉积件的增材,对比分析了不同熔敷电流对沉积件的显微组织与力学性能的影响.结果表明,随着熔敷电流增大,成形宽度逐渐增大,而高度则先增大后减小,表面良好无明显缺陷,是一种可行的双丝双电弧增材制造工艺.通过金相分析可以看出组织均由γ-Fe和δ铁素体构成,自下而上均以连续生长的柱状枝晶为主.当电流变化时,铁素体的大小和形状存在明显变化,铁素体同熔敷电流呈负相关,通过力学性能分析可知,当熔敷电流100 A时表现出的整体性能最优,平均冲击吸收能量为31.15±0.85 J,整体抗拉强度达到537.9±31.25 MPa,整体屈服强度达到214.45±5.87 MPa,断后伸长率达47.1%±2.3%,断口为韧性断裂;当熔敷电流83 A时平均硬度最高,达到209.1 HV0.3,但熔敷电流100 A时硬度更均匀.创新点:(1)探索CMT+P双丝双电弧工艺对316L成形的影响.(2)探究不同熔敷电流对CMT+P双丝增材制造316L铁素体和奥氏体的演变规律.(3)阐明不同熔敷电流对CMT+P双丝增材制造316L力学性能各向异性的影响机制. 展开更多

关键词 316L不锈钢 增材制造 显微组织 力学性能

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定向能量沉积增材制造双相不锈钢微观组织与性能研究进展 被引量：2

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作者 黄锨航 易江龙 +4 位作者 曹艺 牛犇 邹晓东 邱文丰 潘琳琳 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期380-386,共7页

双相不锈钢由于其优异的力学性能和耐腐蚀性能,被广泛应用于海洋工程、石油化工等领域。目前与铸造等传统工艺相比,定向能量沉积(DED)在制造形状复杂的大尺寸双相不锈钢结构件上具有材料利用率高、产品交付周期短等优势。然而,DED过程... 双相不锈钢由于其优异的力学性能和耐腐蚀性能,被广泛应用于海洋工程、石油化工等领域。目前与铸造等传统工艺相比,定向能量沉积(DED)在制造形状复杂的大尺寸双相不锈钢结构件上具有材料利用率高、产品交付周期短等优势。然而,DED过程中复杂的热循环容易引起双相不锈钢微观组织的不均匀,导致其力学性能的各向异性和耐腐蚀性能的恶化。本文综述了近年来基于DED技术增材制造的双相不锈钢的研究现状,总结了成型工艺参数、合金成分、热处理工艺等对双相不锈钢结构件微观组织的演变、力学性能及腐蚀性能的影响,最后对该领域未来的重要研究方向进行了分析和展望。 展开更多

关键词 双相不锈钢 定向能量沉积 微观组织 力学性能 耐蚀性

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汽轮机转轴表面CMT修复层微观组织及力学性能对比研究 被引量：2

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作者 邵光辉 杨克 +2 位作者 邹晓东 易江龙 刘俊建 《精密成形工程》 北大核心 2023年第9期99-107,共9页

目的针对汽轮机Cr12NiWMoV转轴在高温环境下的磨损失效问题,对失效部位进行堆焊修复。方法选用Inconel625合金和316L不锈钢2种材料,利用冷金属过渡(CMT)技术在汽轮机转轴表面进行堆焊修复再制造。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、维氏... 目的针对汽轮机Cr12NiWMoV转轴在高温环境下的磨损失效问题,对失效部位进行堆焊修复。方法选用Inconel625合金和316L不锈钢2种材料,利用冷金属过渡(CMT)技术在汽轮机转轴表面进行堆焊修复再制造。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、维氏硬度计和万能试验机等手段,对2种堆焊修复材料和母材的结合情况进行测试和分析,探究其微观组织和力学性能的差异。结果光学显微镜结果表明,Inconel625合金和316L不锈钢的熔覆层与基体具有良好的冶金结合,修复试样无缺陷。316L不锈钢修复层组织为奥氏体+δ-铁素体,而δ-铁素体的形成会导致修复层硬度降低、塑性下降;Inconel 625合金修复层的微观组织以奥氏体为基体,具有典型的柱状晶结构,且在枝晶间区域观察到Nb、Mo元素的大量偏聚,这会导致不规则形状的Laves相和细小的MC碳化物在枝晶间区域大量析出。Laves相为脆性相,在室温拉伸过程中易成为裂纹的主要形核点,造成裂纹的产生与扩展,使修复层的延伸率降低。结论与316L不锈钢相比,Inconel625合金修复层具有更高的强度和硬度,更适合成为汽轮机转轴表面的堆焊修复材料。 展开更多

关键词 Inconel625 316L不锈钢 汽轮机转轴 修复再制造 CMT

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退火态钨钾合金的微结构演化及力学性能研究

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作者 向鑫 张鹏 +3 位作者 苗澍 赵运强 董春林 邓军 《热加工工艺》 北大核心 2023年第6期146-151,共6页

钨基材料因其高熔点、相对优异的高温性能被广泛应用于核聚变及搅拌摩擦焊接领域。以钨钾合金为对象,研究退火态钨钾合金的微观组织演变及相应力学性能。结果表明:原始态钨钾合金的平均晶粒尺寸、平均硬度分别为2.08μm、4.38 GPa,800... 钨基材料因其高熔点、相对优异的高温性能被广泛应用于核聚变及搅拌摩擦焊接领域。以钨钾合金为对象,研究退火态钨钾合金的微观组织演变及相应力学性能。结果表明:原始态钨钾合金的平均晶粒尺寸、平均硬度分别为2.08μm、4.38 GPa,800℃抗拉强度423 MPa、断裂伸长率50%。锻态钨钾合金的再结晶温度在1425~1435℃。当退火温度低于1425℃,钨钾合金以回复为主。1425℃退火态样品平均晶粒尺寸为2.23μm,较原始态的增大22%,平均硬度下降4%至4.21 GPa,800℃抗拉强度为393 MPa,断裂伸长率为34%。当退火温度达到1500℃,材料完成再结晶,晶粒出现明显粗化,平均晶粒尺寸为178.17μm,是原始态样品平均晶粒尺寸的85倍,平均硬度为3.60 GPa,较原始态下降18%,800℃抗拉强度仅为208 MPa,断裂伸长率为44%。 展开更多

关键词 钨钾合金 退火 再结晶 力学性能

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热输入对金属基复合涂层中(Nb,Ti)C颗粒分布及性能的影响

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作者 潘琳琳 曾邦兴 +3 位作者 易江龙 邹晓东 郭春富 彭琳 《精密成形工程》 北大核心 2023年第4期228-236,共9页

目的热输入对复合碳化物的析出、分布及耐磨性能具有重要影响。然而,目前热输入对碳化物增强金属基复合堆焊层组织结构与性能方面影响的研究较少。因此,需要探究焊接热输入对(Nb,Ti)C增强金属基复合堆焊层组织及耐磨性的影响,明确(Nb,T... 目的热输入对复合碳化物的析出、分布及耐磨性能具有重要影响。然而,目前热输入对碳化物增强金属基复合堆焊层组织结构与性能方面影响的研究较少。因此,需要探究焊接热输入对(Nb,Ti)C增强金属基复合堆焊层组织及耐磨性的影响,明确(Nb,Ti)C复合颗粒在堆焊层的作用机制。方法采用Ar保护气体进行堆焊涂层的制备,通过调节堆焊电流和电压,研究不同热输入下堆焊层的形貌、组织及耐磨性能。结果堆焊层中Ti元素与C元素优先发生了原位反应,生成了以TiC为形核中心的(Nb,Ti)C复合碳化物,弥散分布在马氏体基体组织上。随着热输入的增大,析出的(Nb,Ti)C颗粒数量逐渐减少,块状(Nb,Ti)C尺寸也逐渐变小。采用较低的热输入时,堆焊层硬度达到最高,为734.88HV0.5;随着堆焊热输入的增大,堆焊层的显微硬度呈降低趋势。具有较多(Nb,Ti)C的低热输入试样耐磨性能最佳,磨损量为0.80 mg;而具有较少(Nb,Ti)C的高热输入试样产生了严重的黏着磨损,磨损量较低热输入试样增大了约144%。结论在摩擦磨损过程中,高硬度的(Nb,Ti)C颗粒会对基体起保护作用,可以提升其耐磨性能,且耐磨损性能随着堆焊热输入的增大而降低。 展开更多

关键词 Fe基复合涂层 堆焊 热输入 硬度 耐磨性能

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基于BAS算法优化的电弧增材制造焊道尺寸预测

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作者 王凯 卢楚文 +2 位作者 易江龙 房卫萍 牛犇 《精密成形工程》 北大核心 2024年第4期190-199,共10页

目的为提高实际应用中电弧增材制造对工艺参数的选取效率及成形形貌的控制效果,建立高效且精准的成形尺寸预测模型,实现对焊道尺寸的合理预测。方法在单层单道CMT电弧增材制造实验的基础上,建立基于天牛须搜索算法(Beetle Antennae Sear... 目的为提高实际应用中电弧增材制造对工艺参数的选取效率及成形形貌的控制效果,建立高效且精准的成形尺寸预测模型,实现对焊道尺寸的合理预测。方法在单层单道CMT电弧增材制造实验的基础上,建立基于天牛须搜索算法(Beetle Antennae Search,BAS)优化BP神经网络的焊道尺寸预测模型,利用BAS算法实现对BP神经网络初始权值和阈值的优化,可以实现预测不同工艺参数(焊接速度、送丝速度、干伸长)下焊道的成形尺寸(熔宽、余高)。利用试验验证BAS-BP预测模型的性能,与现有模型进行对比,结果结果表明该模型具有较高精度的预测效果,能够有效映射工艺参数与焊道尺寸之间的非线性关系,印证了该模型具有良好的拟合和泛化能力,同时其对焊道熔宽和余高的预测误差分别不超过0.2、0.12 mm,预测平均误差率均不超过6%,相对于其他预测模型表现出较好的准确性和稳定性。结论BAS-BP神经网络预测模型的输出误差较小,网络训练收敛速度加快,避免了过拟合及欠拟合的风险,有效提高了预测模型的泛化能力和预测精度,可以实现一定工艺参数范围内的焊道尺寸预测,为后续电弧增材的实时预测及控制参数应用提供了技术支持。 展开更多

关键词 冷金属过渡弧焊(CMT) 焊道尺寸 天牛须算法 BP神经网络 预测模型

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固溶处理对电弧增材制造超级双相不锈钢微观组织及摩擦磨损性能的影响 被引量：4

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作者 李科 林义民 +4 位作者 王飞 易江龙 邹晓东 潘琳琳 牛犇 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期893-902,共10页

采用直径为1.2 mm的ER2594-超级双相不锈钢焊丝进行了多层单道墙体电弧增材试验,对增材件分别进行1050、1150和1250℃的固溶处理,并在固溶处理后对各试样进行了往复式摩擦磨损试验.试验结果表明:随着固溶温度的升高,双相比中的铁素体含... 采用直径为1.2 mm的ER2594-超级双相不锈钢焊丝进行了多层单道墙体电弧增材试验,对增材件分别进行1050、1150和1250℃的固溶处理,并在固溶处理后对各试样进行了往复式摩擦磨损试验.试验结果表明:随着固溶温度的升高,双相比中的铁素体含量增加,其显微硬度也相应提高.此外,固溶处理可降低增材件的内应力,最终基于较高硬度和较低内应力的协同作用,在1250℃时获得耐磨性能较优的试样,有效地提升了热处理后增材件试样的摩擦磨损性能. 展开更多

关键词 超级双相不锈钢 增材制造 固溶处理 内应力 摩擦磨损

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