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N和o元素引入对GPCA-TIG焊焊缝冲击韧性的影响

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焊接学报 2022年第5期43卷 83-89,I0008,I0009页

作者：黄勇郭卫王艳磊兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050

通过外层气体引入o和N元素,气体熔池耦合活性TIG焊(gas pool coupled activating TIG welding)可以实现深熔深、高质量和连续焊接.为了研究清楚o和N元素引入对焊缝冲击韧性的影响规律和机理,针对SUS304不锈钢分别测试了外层气体为o_(2),... 详细信息

通过外层气体引入o和N元素,气体熔池耦合活性TIG焊(gas pool coupled activating TIG welding)可以实现深熔深、高质量和连续焊接.为了研究清楚o和N元素引入对焊缝冲击韧性的影响规律和机理,针对SUS304不锈钢分别测试了外层气体为o_(2),N_(2)和o_(2)+N_(2)时的焊缝低温冲击韧性,并从焊缝组织成分、析出物种类及形态以及晶粒取向等方面分析了其影响机理.结果表明,外层气体引入对GPCA-TIG焊焊缝低温冲击韧性影响较大,单独引入o_(2)时将明显降低,单独引入N_(2)时降低较少,而同时引入o_(2)和N_(2)将增加焊缝金属低温冲击韧性.o和N元素同时引入增强GPCA-TIG焊缝金属低温冲击韧性的机理主要在于:焊缝组织较细,金属中的o和N元素含量和所形成的非金属夹杂物的增加程度和铁素体数量的下降程度都较少,却增加了奥氏体晶粒大角度晶界数量以及铁素体晶粒与奥氏体晶粒之间位向关系的匹配性,从而使得裂纹不易扩展,韧性增强.

关键词：不锈钢 o元素 N元素气体熔池耦合活性TIG焊冲击韧性

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气体熔池耦合活性TIG焊方法

焊接学报 2012年第9期33卷 13-16,113页

作者：黄勇刘瑞琳樊丁康再祥郝延召瞿怀宇兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室兰州730050

提出了一种新型活性TIG焊方法——气体熔池耦合活性TIG焊,即GPCA-TIG焊.该焊接方法将气体分两层流动,内层气体采用惰性气体起到保护熔池的作用;外层气体则为含活性元素o的气体,将活性元素o引入熔池金属,达到增加熔深的目的.文中以SUS30... 详细信息

提出了一种新型活性TIG焊方法——气体熔池耦合活性TIG焊,即GPCA-TIG焊.该焊接方法将气体分两层流动,内层气体采用惰性气体起到保护熔池的作用;外层气体则为含活性元素o的气体,将活性元素o引入熔池金属,达到增加熔深的目的.文中以SUS304不锈钢为焊接母材,研究了GPCA-TIG焊接法对焊接电弧及焊缝成形的作用,以及该方法主要工艺参数对焊缝熔深和深宽比的影响.结果表明,在相同参数下,与常规TIG焊方法相比,GPCA-TIG焊可不开坡口一次性焊透8 mm不锈钢板,焊接效率明显提高.同时采用该方法,可以有效避免钨极的氧化烧损.

关键词： GPCA—TIG焊气体熔池耦合外层气体 o元素

TiZr基内生非晶复合材料结构设计和力学性能的研究

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TiZr基内生非晶复合材料结构设计和力学性能的研究

作者：赵子彦东北大学

学位级别：硕士

具有形变诱发相变行为的非晶复合材料因具有优异的塑性变形能力和加工硬化能力而受到研究人员的广泛关注。在变形过程中,形变诱发相变行为与剪切带萌生和扩展相互耦合作用是提高非晶复合材料塑性和加工硬化能力的原因。因此调控形变诱... 详细信息

具有形变诱发相变行为的非晶复合材料因具有优异的塑性变形能力和加工硬化能力而受到研究人员的广泛关注。在变形过程中,形变诱发相变行为与剪切带萌生和扩展相互耦合作用是提高非晶复合材料塑性和加工硬化能力的原因。因此调控形变诱发相变行为是进一步优化非晶复合材料力学性能的崭新和有效的途径。本工作以β-Ti（Zr）和非晶相混合的（Ti45.7Zr33Ni3Cu5.8Be12.5）1-0.01xox（X=0,0.73,1.45,2.16,2.87,3.57,4.26）（记作o0～o4.26,统称为ZTM-o合金）块状非晶复合材料作为研究对象,系统地研究了 Ti合金中典型的α稳定相元素——o元素在ZTM-o合金成型过程中对其形貌、微观结构、相组成的影响,并通过原位高能X射线衍射（in-situ HE-XRD）研究了其在形变过程中的微观力学行为和马氏体相变行为。通过详细分析与总结,阐明了 o元素添加对于TiZr基非晶复合材料的增强增塑的机理。随着o含量的增加,ZTM-o非晶复合材料的铸态组织由BCC结构的β枝晶相和非晶基体演变为BCC结构的β枝晶相、弥散的ω相和非晶基体三相共存。且β枝晶相发生了明显的粗化和熟化,o0样品与o0.73样品相比,β枝晶相尺寸由的44.03μm减小到17.23μm。纳米压痕结果显示,随着o含量的增加,β枝晶相的硬度明显提高,由2.48GPa增加至8.143GPa,而非晶相的硬度变化不大。力学性能测试结果表明,适当成分的o元素添加在有效提高屈服、断裂强度的同时大幅提高塑性。o2.87样品具有最优的综合力学性能,其屈服强度为1721MPa、断裂强度2169MPa、塑性应变12.56%,较o0样品分别提高了 29%、20%和114%。β枝晶相微观应力分析表明,o0.73样品中,β枝晶相屈服优先于宏观屈服;而o2.87样品中,β枝晶相与宏观屈服同时发生。原位高能X射线分析结果显示,o的添加能有效调制ZTM-o非晶复合材料在变形过程中的结构演变。o0～o1.45非晶合金在变形过程中存在β到α”的形变诱发马氏体相变。随着o含量的增加,相变临界应力大幅提高,由750MPa变为1650MPa,而相变转变量明显减少。TEM结果表明,o0～o2.87压缩断后样品马氏体相的微观形貌发生了明显变化:即从宽度为200～300nm、贯穿整个枝晶的粗大板条状α”马氏体变为宽度为10～20nm分布于晶界附近的细小马氏体。通过对ZTM-o合金枝晶尺寸的研究发现,冷却速率和o含量共同决定了内生枝晶相非晶复合材料枝晶相的尺寸。冷却速率控制着枝晶长大的扩散过程而o元素影响枝晶长大的驱动力。枝晶尺寸对ZTM-o的力学性能尤其是塑性有很大影响。当枝晶尺寸介于26～35μm之间时ZTM-o合金具有最优的塑性变形能力。

关键词： o元素马氏体相变高能X射线衍射压缩塑性加工硬化微观应力非晶复合材料

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医用β型钛合金中氧元素的作用

有色金属材料与工程 2017年第6期38卷 351-355页

作者：李强马东周凯潘登上海理工大学机械工程学院上海200093

低模量β型钛合金作为生物医用材料得到了广阔的发展.国内外研究者发现添加o,N和H等间隙元素能够有效提高β型钛合金的力学性能.其中,o是研究最广泛的间隙元素.以国内外研究结果为基础,综述了o对β型钛合金的显微组织、相变、力学性能... 详细信息

低模量β型钛合金作为生物医用材料得到了广阔的发展.国内外研究者发现添加o,N和H等间隙元素能够有效提高β型钛合金的力学性能.其中,o是研究最广泛的间隙元素.以国内外研究结果为基础,综述了o对β型钛合金的显微组织、相变、力学性能和超弹性的影响.o元素能够细化β相晶粒,但过多则会产生偏析.o抑制淬火过程中α″和ω两种马氏体转变.o具有很强的固溶强化作用,显著提高钛合金强度、硬度和耐磨性.o提高β相临界滑移强度和降低Ms点的作用有益于合金的超弹性和形状记忆效应.

关键词： β型钛合金 o元素显微组织力学性能