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微观组织对镁合金FSW焊缝应变硬化行为的影响

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焊接学报 2020年第11期41卷 7-12,I0001页

作者：许楠冯若男宋亓宁包晔峰河海大学常州213022

采用传统搅拌摩擦焊和冷源辅助搅拌摩擦焊对3 mm厚的AZ31B镁合金进行焊接.利用电子背散射衍射、透射电子显微镜和静拉伸试验研究焊缝区的微观组织对力学性能的影响.结果表明,液态二氧化碳不仅降低焊接峰值温度,还提高焊后冷却速度.焊缝... 详细信息

采用传统搅拌摩擦焊和冷源辅助搅拌摩擦焊对3 mm厚的AZ31B镁合金进行焊接.利用电子背散射衍射、透射电子显微镜和静拉伸试验研究焊缝区的微观组织对力学性能的影响.结果表明,液态二氧化碳不仅降低焊接峰值温度,还提高焊后冷却速度.焊缝峰值温度的降低为激活{10-12}孪生行为创造了有利条件.{10-12}孪晶可降低基面织构的强度,也可进一步分割晶粒,起到细化晶粒的作用.焊后冷却速度的提高使焊接过程中产生的大量位错保留在晶粒内部.因此冷源辅助搅拌摩擦焊缝表现为具有大量{10-12}孪晶和位错的细晶结构.在拉伸过程中,细晶强化和位错强化为主要强化机制.孪晶界面可有效吸收和分解变形时产生的位错,从而协调应变和减小应力集中,使焊缝具有合理的应变硬化行为和强塑性匹配.

关键词：镁合金搅拌摩擦焊微观组织应变硬化行为力学性能

双轴肩搅拌摩擦焊对6061-T6铝合金表面组织及其在3.5%NaCl中腐蚀行为的影响

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金属学报 2016年第11期52卷 1395-1402页

作者：乔岩欣周洋陈书锦宋亓宁江苏科技大学材料科学与工程学院镇江212003 河海大学机电工程学院常州213022

采用双轴肩搅拌摩擦焊(BTFSW)技术对7.8 mm厚6061-T6铝合金进行了焊接,对焊接接头各部分的微观组织和截面显微硬度进行了分析,并对母材和焊核在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀电化学行为和腐蚀产物膜进行了研究.结果表明,BTFSW后焊缝表面质量良... 详细信息

采用双轴肩搅拌摩擦焊(BTFSW)技术对7.8 mm厚6061-T6铝合金进行了焊接,对焊接接头各部分的微观组织和截面显微硬度进行了分析,并对母材和焊核在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀电化学行为和腐蚀产物膜进行了研究.结果表明,BTFSW后焊缝表面质量良好,热-机影响区晶粒发生再结晶和塑性变形,部分再结晶晶粒发生了伸长和弯曲;热影响区的部分晶粒在热循环的作用下发生粗化,焊核呈细小的等轴晶组织;焊接接头中前进侧热-机影响区硬度最低;在3.5%Na Cl溶液中,6061-T6铝合金的极化曲线表现为阳极溶解和点蚀,母材和焊核区的电化学阻抗谱均由容抗弧和感抗弧组成,BTFSW后6061铝合金的腐蚀电流降低;浸泡480 h后,呈疖状腐蚀的特征,腐蚀产物为Al(OH)3和***可提高6061-T6铝合金的耐蚀性.

关键词：腐蚀铝合金双轴肩搅拌摩擦焊微观组织

敏化处理对2209双相不锈钢堆焊层点蚀行为的影响

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焊接学报 2020年第2期41卷 33-38,I0002,I0003页

作者：柳昱包晔峰宋亓宁蒋永锋河海大学常州213000 河海大学疏浚技术教育部工程研究中心常州213000

在850℃下,对2209双相不锈钢堆焊试样进行不同时间(15 min,30 min,1 h,2 h)的敏化处理.通过浸泡试验和交流阻抗试验研究了敏化时间对2209双相不锈钢堆焊层耐点蚀性能的影响.结果表明,对于不同时间敏化处理的试样,点蚀均起源于铁素体相;... 详细信息

在850℃下,对2209双相不锈钢堆焊试样进行不同时间(15 min,30 min,1 h,2 h)的敏化处理.通过浸泡试验和交流阻抗试验研究了敏化时间对2209双相不锈钢堆焊层耐点蚀性能的影响.结果表明,对于不同时间敏化处理的试样,点蚀均起源于铁素体相;点蚀速率与敏化时间相关,敏化处理时间小于30 min时,堆焊层的点蚀失重不明显,当敏化时间大于30 min时,点蚀失重量明显上升.阻抗谱结果显示容抗弧曲率半径随着敏化时间的增加呈不断减小的趋势,说明钝化膜的稳定性下降,耐点蚀性能下降,与浸泡试验的结果吻合.

关键词： 2209双相锈钢堆焊层敏化处理点蚀

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高熵合金FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)激光熔覆层抗冲蚀性能

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焊接学报 2021年第5期42卷 7-13,I0001,I0002页

作者：包晔峰谢秉錡宋亓宁蒋永锋河海大学常州213022

为改善钢材表面耐冲蚀性能,采用激光熔覆的方法在Q235基体上制备了高熵合金FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)(x=0,0.5,1)涂层,使用光学显微镜观察了熔覆层的组织;利用X射线衍射仪分析了合金熔覆层的相组成以及晶格畸变;使用维氏硬度计和自制冲蚀设... 详细信息

为改善钢材表面耐冲蚀性能,采用激光熔覆的方法在Q235基体上制备了高熵合金FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)(x=0,0.5,1)涂层,使用光学显微镜观察了熔覆层的组织;利用X射线衍射仪分析了合金熔覆层的相组成以及晶格畸变;使用维氏硬度计和自制冲蚀设备,研究了Mo对熔覆层硬度和耐冲蚀性能的影响.结果表明:FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)熔覆层由树枝晶组成,层间还可以观察到细晶区;由于激光熔覆较快的冷却速率抑制了金属间化合物的析出,高熵合金FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)激光熔覆层完全由单相BCC固溶体组成;FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)激光熔覆层硬度可达600 HV0.2以上;熔覆层耐冲蚀性能优良,冲蚀失重速率小于2.25×10^(−4) g/h;并且随着Mo元素含量的增加,涂层的晶格畸变增加,固溶强化效果更加显著,使得熔覆层硬度上升,因此FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)熔覆层的抗冲蚀性能上升;FeCoCrNiB_(0.2)Mo_(x)系列涂层的冲蚀破坏主要以塑性微切削和锻压挤压为主.

关键词：金属材料高熵合金激光熔覆冲蚀

T2纯铜快速冷却搅拌摩擦焊缝微观组织和力学性能研究

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机械工程学报 2022年第24期58卷 94-101页

作者：许楠陈磊刘坤刘露涛宋亓宁包晔峰河海大学机电工程学院常州213022

由于焊后余热带来的退火软化效应,T2纯铜常规搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)焊缝通常会出现位错密度降低和晶粒长大的现象,其屈服强度普遍较低。为消除焊后退火效应并改善力学性能,采用液态CO_(2)同步快速冷却FSW工艺对2 mm的T... 详细信息

由于焊后余热带来的退火软化效应,T2纯铜常规搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)焊缝通常会出现位错密度降低和晶粒长大的现象,其屈服强度普遍较低。为消除焊后退火效应并改善力学性能,采用液态CO_(2)同步快速冷却FSW工艺对2 mm的T2纯铜进行焊接。利用光学显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜、显微硬度测试以及拉伸试验对焊缝的微观组织、力学性能和加工硬化行为进行研究。结果表明,纯铜FSW焊缝的晶粒细化机制主要为不连续动态再结晶、连续动态再结晶和孪晶诱导几何动态再结晶。快速冷却FSW纯铜焊缝呈现具有纳米孪晶和高位错密度的细晶结构,在加工硬化第Ⅲ阶段表现出较大的加工硬化率。在第Ⅳ阶段,纳米孪晶为位错增殖提供储存空间,使加工硬化率降低并改善塑性。和常规FSW相比,快速冷却FSW焊缝的屈服强度和断后伸长率分别提高了31.1%和25.7%。本文提出的液态CO_(2)同步快速冷却FSW工艺通过改善焊接热循环可在焊缝中制备异质细晶结构,有助于提高焊缝的屈服强度并使其表现出良好的强塑性匹配。

关键词：搅拌摩擦焊纯铜微观组织力学性能加工硬化行为

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钛合金表面阳极微弧等离子体渗硼层的研究

材料导报 2018年第18期32卷 3161-3165页

作者：缪倩倩陈海燕顾伟蒋永锋宋亓宁河海大学机电工程学院常州213022

采用阳极微弧等离子体技术研究了钛合金表面渗硼层的微观组织和性能。通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)表征分析了渗硼层的表面和截面的微观组织、形貌、相结构、渗层元素分布。借助摩擦磨损试验机测试了... 详细信息

采用阳极微弧等离子体技术研究了钛合金表面渗硼层的微观组织和性能。通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)表征分析了渗硼层的表面和截面的微观组织、形貌、相结构、渗层元素分布。借助摩擦磨损试验机测试了渗硼层的耐磨性,运用电化学工作站对渗硼后的TC4材料进行了耐腐蚀性测试。结果表明,钛合金表面阳极微弧等离子体渗硼技术制备的渗硼层连续致密。渗硼层主要由金属间化合物TiB2和TiB组成,其与氧化层共同作用,能显著提高钛合金表面的耐磨性。渗硼后的TC4钛合金耐腐蚀性较基体有所降低。表面阳极微弧等离子体技术是一种新型的钛合金表面改性方法。

关键词：钛合金渗硼显微组织耐磨性

激光重熔对高锰铝青铜在3.5%NaCl溶液中空蚀行为的影响研究

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中国腐蚀与防护学报 2021年第6期41卷 877-882页

作者：宋亓宁武竹雨李慧琳佟瑶许楠包晔峰河海大学疏浚技术教育部工程研究中心常州213022 河海大学机电工程学院常州213022

采用激光重熔对高锰铝青铜进行表面处理,并通过显微组织观察、电化学测试和超声振动空蚀等实验,研究激光重熔对铸态高锰铝青铜微观组织、腐蚀和空蚀行为的影响。结果表明,重熔后合金组织明显细化,且晶粒分布均匀,硬度相对于铸态合金提... 详细信息

采用激光重熔对高锰铝青铜进行表面处理,并通过显微组织观察、电化学测试和超声振动空蚀等实验,研究激光重熔对铸态高锰铝青铜微观组织、腐蚀和空蚀行为的影响。结果表明,重熔后合金组织明显细化,且晶粒分布均匀,硬度相对于铸态合金提高了约45%。电化学实验结果表明,重熔处理合金与铸态合金的电极反应过程相似,但铸态合金的腐蚀电位较低,腐蚀倾向较大。空蚀实验结果表明,在3.5%NaCl溶液中空蚀5 h后,重熔处理合金的失重率仅为铸态合金的3/5。空蚀形貌观察结果表明,重熔处理合金表面损伤较轻且分布较均匀,表面粗糙度明显小于铸态合金。铸态和激光重熔合金的纯空蚀作用引起的失重占空蚀总失重比例分别为71.1%和50.8%,即力学冲击是造成空蚀损伤的主导因素。

关键词：高锰铝青铜激光重熔腐蚀空蚀交互作用

冷媒辅助搅拌摩擦处理AZ31B镁合金的显微组织演变及力学性能

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第6期33卷 1729-1741页

作者：许楠任紫科范越顾帛坤沈骏宋亓宁赵建华包晔峰河海大学机电工程学院常州213022 重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

传统搅拌摩擦处理(FSP)后的AZ31B镁合金通常表现出强烈的基面织构,导致其强度和塑性匹配较差。本文作者采用冷媒辅助搅拌摩擦处理对AZ31B镁合金进行加工,研究液态二氧化碳冷却剂对搅拌区热循环、显微组织和力学性能的影响。使用液态二... 详细信息

传统搅拌摩擦处理(FSP)后的AZ31B镁合金通常表现出强烈的基面织构,导致其强度和塑性匹配较差。本文作者采用冷媒辅助搅拌摩擦处理对AZ31B镁合金进行加工,研究液态二氧化碳冷却剂对搅拌区热循环、显微组织和力学性能的影响。使用液态二氧化碳同步冷却法可显著降低搅拌区的峰值温度并提高冷却速度,搅拌区出现具有大量位错和■孪晶的细晶结构。在不连续动态再结晶、连续动态再结晶和孪晶诱导几何动态再结晶的综合作用下,搅拌区发生显著的晶粒细化。拉伸试验中由于位错和■孪晶产生的交互作用,搅拌区的极限抗拉强度和断后伸长率分别达293 MPa和18.6%,表现出良好的强度和塑性匹配。

关键词：镁合金搅拌摩擦处理 Zenner-Hollomon参数再结晶显微组织演变力学性能

三种典型船舶螺旋桨用铜合金的空蚀行为对比研究

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中国腐蚀与防护学报 2021年第5期41卷 639-645页

作者：佟瑶宋亓宁李慧琳许楠包晔峰张根元赵立娟河海大学疏浚技术教育部工程研究中心常州213022 河海大学机电工程学院常州213022

采用超声振动空蚀设备、电化学工作站对锰黄铜、高锰铝青铜、镍铝青铜的空蚀失重规律、空蚀中的电化学过程、腐蚀-空蚀交互作用进行了测试分析,并采用扫描电镜对空蚀损伤形貌进行观察。结果表明,耐空蚀性能由高到低为:镍铝青铜、高锰铝... 详细信息

采用超声振动空蚀设备、电化学工作站对锰黄铜、高锰铝青铜、镍铝青铜的空蚀失重规律、空蚀中的电化学过程、腐蚀-空蚀交互作用进行了测试分析,并采用扫描电镜对空蚀损伤形貌进行观察。结果表明,耐空蚀性能由高到低为:镍铝青铜、高锰铝青铜、锰黄铜。空蚀初期,镍铝青铜、高锰铝青铜的α相发生塑性变形,裂纹在α/κ相界处萌生。高锰铝青铜中β基体相发生解理开裂。锰黄铜α基体相发生严重塑性变形,空蚀损伤严重。空蚀使锰黄铜和高锰铝青铜的腐蚀电位正移,镍铝青铜的腐蚀电位发生负移,3种材料的腐蚀电流密度均提高了一个数量级。3种材料均是以力学损伤为主导的空蚀损伤机制,交互作用主要是由腐蚀促进空蚀所引起。

关键词：螺旋桨铜合金空蚀交互作用