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电弧超声在MGH956合金TIG焊接中的作用

雷玉成 , 黄巍 , 赵凯 , 梁申勇

材料科学与工艺

为了改善MGH956合金的熔化焊接头性能,在其焊接过程中引入了电弧超声技术,以自制高Ni固体焊丝为填充材料对MGH956合金进行焊接,并与常规TIG焊进行对比,研究了电弧超声对焊缝组织和性能的影响.结果表明:电弧超声使焊缝组织得到明显细化,气孔数量减少;纳米Y2O3颗粒的聚集现象得到一定控制,且分布更加均匀;颗粒与基体Fe润湿性得以改善,使得两者界面结合良好,接头抗拉强度得到提高,达到615 MPa,同时焊缝的塑性得到明显提高,且使焊接接头由脆性断裂转变为完全韧性断裂.

关键词: 电弧超声 , MGH956合金 , TIG焊接 , 显微组织 , 拉伸性能

氧化物弥散强化MGH956合金板材的拉伸和持久性能

田耘 , 李帅华 , 杨峥 , 柳光祖 , 雷喆

材料热处理学报

研究了具有粗、细两种不同晶粒组织状态的MGH956合金板材室温~1200℃拉伸及1100℃持久性能.采用扫描电镜和金相显微镜对拉伸和持久试样的断口形貌及纵剖面组织进行了检验,对比分析了两种板材不同温度下的强化因素、及变形和断裂模式.结果表明:正是由于强化因素、及变形和断裂模式上的不同,使得细晶板材的拉伸强度在低温高于粗晶板材,在高温则低于粗晶板材,以及细晶板材的持久强度大大低于粗晶板材;但两种板材从室温~ 1200℃的拉伸伸长率并无明显差异.

关键词: MGH956合金 , 板材 , 拉伸 , 持久

激励电流对MGH956合金原位合金化TIG焊接头性能的影响

雷玉成 , 龚晨诚 , 罗雅 , 肖波 , 朱强

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.02.002

通过高频调制TIG焊电弧激发超声,以自制焊料作为填充材料,在不同激励电流下对MGH956合金进行超声电弧原位合金化TIG焊接,研究了超声电弧对焊缝气孔分布、微观组织和接头性能的影响.结果表明:在激励电流为10A时,焊缝气孔尺寸明显变大,但数量减少,焊缝晶粒粗大;当激励电流提高到20A时,气孔数量急剧减少,焊缝晶粒细小均匀,颗粒状增强相弥散分布;激励电流增大到30A时,气孔进一步减少,但晶粒粗化.比较拉伸实验结果表明,激励电流为20A时,接头抗拉强度最高,为626MPa,达到了母材强度的87%,同时接头由沿晶脆性断裂变成韧-脆混合断裂形式.

关键词: MGH956合金 , 超声电弧 , TIG焊接 , 气孔 , 显微组织

氧化物弥散强化MGH956合金冷轧板材的再结晶

田耘 , 杨峥 , 柳光祖

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.5.005

对氧化物弥散强化MGH956冷轧板材再结晶退火后可形成较为均匀细小和极其粗大两种完全不同晶粒组织状态的再结晶行为进行了研究.采用光学显微镜对冷轧板材在700~ 1350.C,1~120min等温退火后的组织检验结果显示:这两种晶粒组织状态的再结晶在起始和完成温度、起始形核位置、及长大速率等方面均存在显著差异,表明MGH956冷轧板材的再结晶并非仅以一种,至少可以两种不同的机制形成,并且,这两种机制还可共同发生在同一板材,导致MGH956板材再结晶组织形貌呈多样性,晶粒尺寸出现极为明显的差异.

关键词: 氧化物弥散强化 , MGH956合金 , 板材 , 再结晶

MGH956合金TIG焊原位合金化对其组织性能的影响

雷玉成 , 承龙 , 李猛刚 , 赵凯

材料科学与工艺

采用TIG焊对氧化物弥散强化( ODS)高温合金MGH956进行原位合金化焊接.在相同的焊接条件下,填加两种不同的填充材料:与母材化学成分相似的基体填充材料,以及在基体填充材料基础上加入了合金元素Al和Fe2 O3的Al-Fe2 O3填充材料.通过对比分析两组试样在焊接过程中发生的原位合金化反应机理,及其对焊缝微观组织和力学性能的影响,研究原位合金化反应对ODS合金 TIG焊接头组织与性能的影响.结果表明:在填充材料中加入Al和Fe2 O3合金元素时,焊缝处的气孔数量明显减少,气孔尺寸也较为减小;焊缝中原位生成了新的增强相颗粒Al2 O3、TiC以及YAlO3,同时,基体中的纳米级增强相Al-Y复合氧化物团聚倾向降低.力学性能试验结果表明,填加Al-Fe2 O3填充材料时焊缝显微硬度值明显提高,接头抗拉强度达到了578 MPa,为母材强度的80.3%.

关键词: MGH956合金 , 原位合金化 , 微观组织 , 力学性能

电弧超声激励频率对MGH956合金TIG焊接头的影响

罗雅 , 雷玉成 , 黄巍 , 梁申勇

材料科学与工艺

为减少MGH956合金熔焊焊缝内的气孔量,利用高频调制TIG电弧激发超声电弧作用于MGH956合金的焊接,通过对比不同激励频率对焊缝气孔及性能的影响,分析了电弧超声激励频率对焊缝气孔及性能的作用机制及影响规律。运用理论计算的方法对焊缝中气孔的运动进行数学分析,理论计算结果与试验结果相一致。控制激励电流在15 A的条件下,激励频率为30 kHz时,焊缝的气孔量最少,且焊接接头强度达到最高,为521 MPa,达到母材的72%。实现了焊接接头断裂方式由脆性断裂转化为韧-脆混合断裂方式。

关键词: MGH956合金 , 电弧超声 , 激励频率 , TIG焊接 , 气孔

MGH956合金超声电弧TIG焊电弧形态及焊缝形貌的研究

雷玉成 , 任丹 , 赵凯 , 朱强 , 肖波

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅱ).035

利用高速摄像机对超声电弧 TIG 焊接的电弧形态进行观察测量,并以MGH956合金为材料研究600 W超声电弧TIG焊接下,超声电弧对焊缝尺寸变化及对气孔量的影响。实验结果表明,在超声频率为20、50和60 kHz时的电弧出现了明显的收缩,而超声频率为30 kHz时,电弧出现了扩展,超声频率对电弧形态具有非线性的影响,这主要与电弧等离子体收缩和电弧的声磁共振现象有关;焊缝宽度和熔化面积的变化与电弧尺寸的变化规律保持一致;600 W超声电弧在一定程度上可以去除焊缝中的气孔,但因超声功率较小,除气效果有限。

关键词: MGH956合金 , 超声电弧 , 电弧形态 , 焊缝尺寸 , 气孔

热处理对 MGH956合金 TIG 原位合金化焊接的焊缝组织的影响

雷玉成 , 罗雅 , 龚晨诚 , 肖波

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.07.025

MGH956合金 TIG 原位合金化焊接后焊缝中合金元素易烧损,强化颗粒易聚集,研究了一种热处理方法对焊缝的组织的影响.焊接填充材料的ωV =2.0%,热处理条件为700℃保温2 h 后空冷.焊缝热处理后,晶界上的偏聚明显减少,在晶粒内部生成更多的细小弥散分布的颗粒,EDS 分析主要为 YAlO 3、TiC和 TiN 颗粒,此外还有(Ti,V)C 复合颗粒,由于 VC比 TiC 与铁基的润湿角更小,复合颗粒与焊缝基体结合更好.通过原子探针分析,热处理后,焊缝中 Y 元素的偏聚减少,进而减少焊缝的气孔量,最终提高焊缝的性能.

关键词: MGH956 合金 , TIG , 原位合金化焊接 , 热处理 , 组织

B4C对MGH956合金TIG焊接头性能的影响

雷玉成 , 龚晨诚 , 罗雅 , 肖波

材料研究学报

采用TIG焊对MGH956合金进行原位合金化焊接,研究了B4C对焊缝显微组织和力学性能的影响.结果表明,填加B4C后焊缝以等轴晶为主,晶粒细小均匀,没有明显的氧化物聚集现象,晶内和晶界都有增强相;随着B4C含量的提高焊缝组织进一步细化,增强相几乎全部集中在晶界上,晶内颗粒状增强相消失.随着B4C含量的提高焊缝的塑韧性降低,抗拉强度先增大后降低.填加0.25%B4C时焊缝抗拉强度最高,达到630MPa,为母材强度的87.5%,断口呈脆性断裂.

关键词: 金属材料 , MGH956合金 , TIG , 原位合金化 , B4C

细化晶粒对改善MGH956合金板材低温脆性的影响

田耘 , 李帅华 , 杨峥 , 柳光祖

材料热处理学报

通过对比粗、细两种晶粒组织状态的MGH956合金板材,在光滑和缺口拉伸条件下的韧脆转变温度(Ductile-BrittleTransition Temperature,DBTT),及高温持久性能,研究了细化晶粒对改善MGH956合金板材低温脆性的作用,及高温持久强度的影响。结果表明:细化晶粒有效地改善了MGH956合金板材的低温脆性,明显降低其DBTT,在应力集中程度极高的缺口拉伸条件下,细晶板材的DBTT仍可保持在-15℃以下,同时具有较高的高温持久强度。

关键词: MGH956合金 , 板材 , 韧脆转变温度

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