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Beam oscillating parameters on pore inhibition,recrystallization and grain boundary characteristics of laser-arc hybrid welded AZ31 magnesium alloy

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Journal of Magnesium and Alloys 2024年第6期12卷 2489-2502页

作者： Kangda Hao Yongkang Gao lianyong xu Yongdian Han Lei Zhao Wenjin Ren Hongyang Jing School of Materials Science and Engineering Tianjin UniversityTianjin300350PR China Tianjin Key Laboratory of Advanced Joining Technology Tianjin300350PR China

Oscillating laser-arc hybrid welding of AZ31B magnesium alloy was carried out,the effects of beam oscillation parameters on pore inhibition,microstructure,grain boundary characteristics and tensile properties were *** results showed that the pore formation can be inhibited with oscillating frequency higher than 75 Hz and radius smaller than 0.5 *** columnar grains neighboring the fusion line can be broken by the beam oscillation behavior,while the grain growth was promoted with the increase of frequency or *** should be noted that the coincidence site lattice(CSL)boundaries were mainlyΣ13b andΣ29 boundaries,which were contributed by{10■2}tensile twins and{11■2}compression twins,*** total fraction of CSL boundaries reached maximum at radius of 0.25 mm and frequency of 75 Hz,which was also confirmed as the optimized *** this case,the elongation rate increased up to 13.2%,12.8%higher than that of the weld without beam ***,the pore formation and inhibition mechanisms were illustrated according to the state of melt flow and keyhole formation,the abnormal growth was discussed basing on secondary recrystallization,and the relationship among the pore formation,grain size,boundary characteristics and weld toughness were finally established.

关键词： Magnesium alloy Laser-arc hybrid welding Beam oscillation Recrystallization Mechanical properties

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蒸汽发生器异种钢焊接接头疲劳裂纹扩展研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第10期57卷 1044-1052页

作者：徐连勇聂妙慧赵雷李丛天津大学材料科学与工程学院天津300350 天津市现代连接技术重点实验室天津300350

钠冷快堆是我国发展第4代先进核能系统的主力堆型,蒸汽发生器是钠冷快堆重要部件.为了保证蒸汽发生器的安全性和可靠性,对异种钢焊接接头进行疲劳裂纹扩展行为研究.异种钢焊接接头共有6个不同微区,分别为F22母材、F22侧热影响区、隔离... 详细信息

钠冷快堆是我国发展第4代先进核能系统的主力堆型,蒸汽发生器是钠冷快堆重要部件.为了保证蒸汽发生器的安全性和可靠性,对异种钢焊接接头进行疲劳裂纹扩展行为研究.异种钢焊接接头共有6个不同微区,分别为F22母材、F22侧热影响区、隔离层、堆焊层、对接焊缝及316H母材.对异种钢焊接接头进行硬度测试、显微组织观察、疲劳裂纹扩展试验,利用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)进行微观组织观察.F22母材组织主要为铁素体、珠光体和贝氏体,F22侧热影响区组织主要为铁素体和珠光体,隔离层、堆焊层、对接焊缝主要组织为奥氏体和δ铁素体,316H母材组织主要为奥氏体.F22母材的显微硬度最小,隔离层显微硬度最大,堆焊层、对接焊缝、316H母材的显微硬度逐渐下降,F22侧热影响区显微硬度变化较大.在低K时,F22母材的疲劳裂纹扩展速率最快,隔离层、堆焊层、对接焊缝、316H母材的疲劳裂纹扩展速率逐渐变缓,随着K的增加,隔离层的疲劳裂纹扩展速率变化最快,这是因为隔离层裂纹逐渐向F22母材侧偏转,使得其抵抗疲劳裂纹扩展能力逐渐降低.δ铁素体会影响隔离层、堆焊层、对接焊缝的抗疲劳裂纹扩展能力.F22母材和F22侧热影响区的疲劳裂纹断口撕裂最严重,隔离层、堆焊层、对接焊缝的断口平坦度逐渐增加,316H母材的疲劳裂纹断口形貌最平坦,与抗疲劳性能相对应.

关键词：异种钢焊接接头疲劳裂纹扩展奥氏体铁素体

EH36钢焊接接头预腐蚀下的疲劳性能及断裂机制研究

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机械工程学报 2024年第8期60卷 204-211页

作者：杨思愚徐连勇赵雷韩永典天津大学材料科学与工程学院天津300350 天津市现代连接技术重点实验室天津300350

通过盐雾腐蚀试验和腐蚀疲劳试验研究不同盐雾腐蚀时间下EH36钢焊接接头的腐蚀疲劳性能。在盐雾环境中,试样的腐蚀产物主要为FeOOH、Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4),试样表面出现了大量的点蚀坑,盐雾腐蚀速率和最大点蚀坑深度随腐蚀时间的增... 详细信息

通过盐雾腐蚀试验和腐蚀疲劳试验研究不同盐雾腐蚀时间下EH36钢焊接接头的腐蚀疲劳性能。在盐雾环境中,试样的腐蚀产物主要为FeOOH、Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4),试样表面出现了大量的点蚀坑,盐雾腐蚀速率和最大点蚀坑深度随腐蚀时间的增大而增大。对比不同盐雾腐蚀时间下试样的腐蚀疲劳寿命发现,盐雾腐蚀后疲劳试样的寿命降低35%~77%,盐雾腐蚀时间对试样腐蚀疲劳性能的影响随应力范围的降低而增大。试样疲劳断口形貌显示,未经盐雾腐蚀处理的疲劳试样和盐雾腐蚀疲劳试样的腐蚀疲劳裂纹都萌生于裂纹源区内EH36钢焊接接头表面的点蚀坑。前者表面的点蚀坑由腐蚀和应力的共同作用产生,后者表面的点蚀坑在盐雾腐蚀过程中产生。两种试样的裂纹扩展区瞬间断裂区的微观形貌相似。盐雾腐蚀对腐蚀疲劳性能的影响主要体现在盐雾腐蚀产生的点蚀坑降低了疲劳试样的裂纹萌生寿命。

关键词：盐雾腐蚀腐蚀疲劳 EH36钢断口特征腐蚀性能

纳入拘束效应的焊接接头蠕变裂纹扩展速率预测方法

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机械工程学报 2024年第14期60卷 126-138页

作者：赵雷武言徐连勇韩永典熊昱天津大学材料科学与工程学院天津300035 天津市现代连接技术重点实验室天津300035

高温焊接结构的蠕变裂纹扩展(Creep crack growth, CCG)是影响含缺陷焊接结构可靠性的重要因素。以P92钢焊接接头为对象,设计热影响区(Heat affected zone, HAZ)中心裂纹和HAZ/母材(Base metal, BM)界面裂纹模型的多种材料蠕变性能失配... 详细信息

高温焊接结构的蠕变裂纹扩展(Creep crack growth, CCG)是影响含缺陷焊接结构可靠性的重要因素。以P92钢焊接接头为对象,设计热影响区(Heat affected zone, HAZ)中心裂纹和HAZ/母材(Base metal, BM)界面裂纹模型的多种材料蠕变性能失配组合,研究蠕变性能不匹配对裂纹尖端拘束水平Q_(M)*以及CCG的影响机制。研究表明,对于HAZ中心裂纹,若周围的蠕变软材料受到裂尖的蠕变硬材料拘束,可能出现二次裂纹;若HAZ和BM的蠕变强度不变,增加焊缝(Weldingmetal,WM)的蠕变强度,仍会使BM的损伤增加。对于HAZ界面裂纹,若界面的蠕变软材料受到蠕变硬材料拘束,仍可能形成二次裂纹,但形成二次裂纹的倾向变弱。无论是HAZ中心裂纹还是界面裂纹,较窄的HAZ宽度会加剧失配效应。提出基于C*-Q_(M)*的材料蠕变性能失配下焊接接头CCG预测方法,并利用试验结果验证纳入拘束效应的CCG预测方法的准确性。该方法解决不同蠕变性能失配程度的焊接构件CCG速率的精准评估难题。

关键词：蠕变裂纹扩展焊接接头失配有限元材料拘束

EH36钢焊接接头焊趾处应力集中对高低周复合疲劳的影响

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焊接学报 2024年第7期45卷 1-9页

作者：徐连勇龙志平赵雷韩永典彭晨涛天津大学材料科学与工程学院天津300350 天津大学天津市现代连接技术重点实验室天津300350

为研究船舶结构用钢EH36钢焊接接头焊趾处应力集中对高低周复合疲劳的影响,对不同焊缝形貌20 mm厚EH36钢双面全熔透对接接头进行高低周复合疲劳试验.研究发现,高低周复合疲劳对接头寿命的降低幅度随着高周应力比的增大而增大;结合数字... 详细信息

为研究船舶结构用钢EH36钢焊接接头焊趾处应力集中对高低周复合疲劳的影响,对不同焊缝形貌20 mm厚EH36钢双面全熔透对接接头进行高低周复合疲劳试验.研究发现,高低周复合疲劳对接头寿命的降低幅度随着高周应力比的增大而增大;结合数字图像相关法测量结果分析,发现焊趾处应力集中系数越大,接头的高低周复合疲劳寿命越低,其降低幅度随着高周应力比的增大而增大.基于试验数据对模型进行验证,结果表明,应力集中系数高的接头疲劳寿命低且寿命预测结果分散性增大;Palmgren-Miner模型和Zhu模型由于未充分考虑高低周耦合损伤作用,导致寿命预测结果相对危险.修正后Zhu模型在充分考虑低周疲劳对高低周复合疲劳寿命的影响后,预测寿命大于实际寿命的预测点较少,预测结果相对安全,且分散性较小,误差也较小.

关键词：高低周复合疲劳 S-N曲线应力集中疲劳寿命预测数字图像相关法

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焊接热输入对X65管道粗晶热影响区应力腐蚀开裂行为的影响

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机械工程学报 2024年第12期60卷 220-227页

作者：闫玉升钟史放徐连勇赵雷韩永典天津大学材料科学与工程学院天津300350 天津市现代连接技术重点实验室天津300350

X65管道粗晶热影响区(Coarse grain heat affected zone,CGHAZ)在海底服役过程中易出现硫化物应力腐蚀开裂(Sulfide stress corrosion cracking,SSCC)现象,现阶段研究大多集中在应力腐蚀的产生以及影响因素的理论层面,很少提到通过优化... 详细信息

X65管道粗晶热影响区(Coarse grain heat affected zone,CGHAZ)在海底服役过程中易出现硫化物应力腐蚀开裂(Sulfide stress corrosion cracking,SSCC)现象,现阶段研究大多集中在应力腐蚀的产生以及影响因素的理论层面,很少提到通过优化传统焊接参数来获得抗SSCC能力更强的X65管线钢。由此基于传统X65钢的焊接工艺,开发一种低热输入的优化X65焊接工艺,并通过微观组织分析、慢应变速率拉伸试验及断口分析等方式对比研究两种工艺对CGHAZ的SSCC敏感性的影响。试验结果表明,传统工艺制造的X65管线钢盖面、打底部位的CGHAZ应力腐蚀敏感性R分别为56.51、59.50,其微观组织主要为M-A组元和粒状贝氏体(Granular bainite,GB),两者的存在会促进裂纹的萌生或扩展,由此导致X65钢的SSCC敏感性较高;优化工艺制造的X65钢盖面、打底部位的CGHAZ应力腐蚀敏感性R分别为35.78、30.31,其主要组织为针状铁素体(Acicular ferrite,AF),且针状交织分布的AF对裂纹的扩展有着有效地阻止作用。由此,提出一种低热输入高SSCC抗性的X65焊接工艺,并从微观组织、裂纹扩展等方面阐述了优化工艺提高X65管线钢抗SSCC性能的原因。

关键词： X65管线钢焊接热输入微观组织应力腐蚀粗晶热影响区

如何创新以规避不正当竞争侵害:模块创新还是架构创新

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科技进步与对策 2024年第9期41卷 24-35页

作者：魏泽龙徐连勇张颖谢排科西安交通大学管理学院陕西西安710049 西安工业大学经济与管理学院陕西西安710021

创新获益不足制约着转型经济企业核心技术长远发展,不正当竞争侵害是创新获益的主要障碍。基于创新获益框架和战略三脚架视角,探讨模块创新和架构创新策略对创新者遭遇不正当竞争侵害的影响以及环境特征的调节作用。采用问卷调研法,通... 详细信息

创新获益不足制约着转型经济企业核心技术长远发展,不正当竞争侵害是创新获益的主要障碍。基于创新获益框架和战略三脚架视角,探讨模块创新和架构创新策略对创新者遭遇不正当竞争侵害的影响以及环境特征的调节作用。采用问卷调研法,通过分析238家企业的实地调研数据发现:①转型情境下模块创新容易遭受不正当竞争侵害,架构创新不容易遭受不正当竞争侵害;②竞争强度有助于增强模块创新和架构创新与不正当竞争侵害的关系,制度空缺会削弱模块创新和架构创新与不正当竞争侵害的关系;③行业地位会削弱架构创新与不正当竞争侵害的关系,对模块创新与不正当竞争侵害关系的影响作用不显著。据此,提出创新企业应根据自身所处情境特征选择合适的创新策略,以规避不正当竞争侵害,提高创新获益。

关键词：创新获益产品创新模块创新架构创新不正当竞争侵害

Process-microstructure-properties of CuAlNi shape memory alloys fabricated by laser powder bed fusion

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Journal of Materials Science & Technology 2023年第21期152卷 1-15页

作者： Yankun Zhang lianyong xu Lei Zhao Danyang Lin Minqian Liu xueyan Qi Yongdian Han School of Materials Science and Engineering Tianjin UniversityTianjin 300350China Tianjin Key Laboratory of Advanced Joining Technology Tianjin 300350China State Key Laboratory of Engines Tianjin UniversityTianjin 300350China State Key Laboratory of Advanced Welding and Joining Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China

Cu-based shape memory alloys(SMAs)show great potential in the application of high temperature,but their performance improvement combining with additive manufacturing is still *** this paper,nearly defect-free(99.7%relative density)CuAlNi SMAs with two types of thermal-induced martensites,18R and 2H,were successfully fabricated by laser powder bed fusion(LPBF).The remelting printing strat-egy with systematic optimization framework including densification and printability analysis was used to get optimal process *** twin-related self-accommodation structure with long period stacking order substructure was formed during additive manufacturing *** as-build samples show excel-lent mechanical properties(ultimate compressive strength of 1593±10 MPa and large fracture strain of 23.0%±0.1%)with double-yielding,and outstanding shape memory effect,with maximum recoverable strain of 3.39% and nearly 100%recovery rate under compressive strain not exceeding 6%.Furthermore,the microstructural evolution in LPBF involving remelting,martensitic transformation,and 2H marten-site was *** result not only builds the microstructure framework involving high reflectivity alloys and martensitic transformation but also provides insight into the applicability of LPBF process in producing Cu-based SMAs.

关键词： Shape memory alloys Cu-based Laser powder bed fusion Martensitic transformation Microstructural evolution

Deformation mechanism of Cu-Al-Ni shape memory alloys fabricated via laser powder b e d fusion:Tension-compression asymmetry

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Journal of Materials Science & Technology 2023年第36期167卷 14-26页

作者： Yankun Zhang lianyong xu Lei Zhao Danyang Lin Minqian Liu Wei Chen Yongdian Han School of Materials Science and Engineering Tianjin UniversityTianjin 300350China Tianjin Key Laboratory of Advanced Joining Technology Tianjin 300350China State Key Laboratory of Engines Tianjin UniversityTianjin 300350China State Key Laboratory of Advanced Welding and Joining Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China

Introducing the unique advantage of additive manufacturing technology into copper-based shape memory alloys(SMAs)to fabricate high-performance alloys has garnered great attention in recent years,but the intrinsic relationships between microstructure and mechanical properties need to be further *** this paper,the microstructural evolution of ternary CuAlNi SMAs fabricated by laser powder bed fusion(LPBF)under the tensile-compressive loading was investigated to determine the underlying mechanism of tension-compression asymmetry,that is,excellent compressive but poor tensile *** characterization of the different deformation stages revealed the numerous activated deformation mech-anism on the 18R martensite matrix.A twin-related transformation dominated the main plastic defor-mation process due to lower stacking faults energy and high-density pre-existing planer defects in the CuAlNi *** twinning nucleated at prior austenite boundaries and developed into parallel and network structures inside the parent grain of different *** addition,the preferred orientation in different stages,the stress-inducedγphase transformation,and the interaction between dislocations and stacking faults are *** results not only provide significant insights to understand the detwinning and deformation twinning process of SMAs but also establish the essential framework of mi-crostructure and mechanical properties of Cu-based SMAs fabricated by LPBF.

关键词： Shape memory alloys Cu-based Laser powder bed fusion Microstructural evolution Deformation mechanism