吴东江
,
范聪
,
刘士博
,
马广义
,
郭玉泉
,
牛方勇
,
郭东明
稀有金属
使用Nd:YAG连续激光对Hastelloy C-276/316L薄板进行异质焊接实验,分析不同激光偏移量下焊缝元素含量变化规律,借助极化曲线、电化学阻抗谱研究不同激光偏移量下焊缝在盐酸溶液中的抗蚀性能.结果表明:调节激光偏移量Fe、Ni和Mo含量变化明显,而Cr含量无明显变化;当激光向Hastelloy C-276偏移0.1～0.3 mm时,焊缝中主要元素含量变化较小,腐蚀电压、电荷转移电阻最大,腐蚀电流密度最小,焊缝腐蚀趋势、腐蚀速率最小,焊缝抗蚀性能较好;当激光向316L偏移0至0.2 mm时,焊缝中Fe元素逐渐增加,Ni、Mo元素含量逐渐下降,焊缝的腐蚀电压、电荷转移电阻递减,腐蚀电流密度递增,焊缝的腐蚀趋势、腐蚀速率逐渐增大,焊缝抗蚀性逐渐减弱.
关键词:
Hastelloy C-276/316L
,
激光异质焊接
,
电化学腐蚀
刘帅
,
吴冬冬
,
柴东升
,
周思雨
,
马广义
,
周平
,
吴东江
中国有色金属学报
对0.5 mm厚Hastelloy C?276薄板激光焊接接头进行疲劳试验，结合应力?寿命(S?N)曲线和疲劳断口形貌，研究母材及焊接接头的疲劳性能，分析母材和焊接接头的疲劳断裂机理。结果表明：0.5 mm Hastelloy C?276薄板焊接接头和母材的S?N曲线斜率基本相同，焊接接头疲劳性能和母材的基本相当；母材疲劳断口疲劳裂纹起源于试样侧表面，主要沿宽度方向扩展，随着应力的减小，疲劳源数目减少，疲劳裂纹扩展速率减小；焊接接头在母材和焊缝处随机断裂，焊接接头母材区断口形貌和母材断口形貌基本一致，而焊接接头焊缝区断口的疲劳裂纹起源于侧表面棱角处和焊缝表面，焊缝表面是主要疲劳源，裂纹主要沿厚度方向进行扩展，疲劳裂纹扩展区呈现出准解理断裂特征。
关键词:
Hastelloy C-276
,
激光焊接
,
薄板
,
疲劳性能
吴东江
,
张垚磊
,
牛方勇
,
马广义
,
孙贝
,
康仁科
稀有金属材料与工程
采用激光近净成形系统成形了Al2O3-ZrO2(Y2O3)共晶陶瓷,研究了激光功率对成形形貌以及陶瓷内部裂纹、气孔的影响规律,利用X射线衍射仪和扫描电镜对样件进行相成分分析和微观组织观察.研究表明,相对较高的激光功率可以得到裂纹以及气孔较少的陶瓷样件;陶瓷样件具有紧凑排列的胞状共晶组织,亚微米级t-ZrO2(Y2O3)纤维均匀分布在胞状共晶组织内部.由于激光近净成形加工具有层层堆积的特点,微观组织呈现出垂直于沉积方向的周期性带状组织.
关键词:
激光近净成形
,
Al2O3-ZrO2(Y2O3)共晶陶瓷
,
激光功率
,
微观组织
郭玉泉
,
吴东江
,
马广义
,
郭东明
稀有金属材料与工程
为了揭示0.5mm厚度Hastelloy C-276薄板脉冲激光拘束焊接的热力学行为,借助ANSYS软件建立了三维有限元模型.实验测量了焊接温度历程和残余变形,验证了所建立有限元模型的可靠性.基于该有限元模型,采用改变夹具拘束条件的方法,进一步研究了拘束距离对Hastelloy C-276薄板焊接瞬态应力和塑性应变、残余应力及变形的影响规律.结果表明,温度历程和残余变形的模拟结果与实验结果吻合较好;拘束距离对瞬态塑性应变的大小有显著影响,进而改变了残余应力及变形的分布和大小.随着夹具拘束距离从20 mm减小到4 mm,除了纵向残余拉伸应力外,横向残余拉伸应力和位移的峰值以及角变形的大小都呈减小的趋势.相对较小的拘束距离可以作为抑制横向残余拉伸应力和角变形的高效低成本方法,但对纵向残余拉伸应力有不利影响.
关键词:
脉冲激光焊接
,
残余应力
,
焊接变形
,
夹具拘束
,
数值模拟
马广义
,
吴东江
,
郭玉泉
,
高忠民
,
郭东明
稀有金属材料与工程
采用脉冲激光焊接技术实现了0.5 mm厚度Hastelloy C-276屏蔽套材料对焊连接,得到的焊缝宽度小于1 mm,分析了焊接接头的拉伸性能,同时采用微区XRD分析了拉伸断口Hastelloy C-276相变特征.结果表明:焊接接头的屈服极限相对于母材并未改变;而抗拉强度有一定程度的降低,为母材的88.6％,在断口处并未发现明显脆性相.焊接接头的屈服极限与母材基本相当,主要由于焊缝处的晶粒细化效果提高了材料的屈服极限,起到了与母材固溶强化作用相似的作用;而焊接接头抗拉强度的降低主要是由于拉伸过程更利于产生应力集中,促进微观裂纹的形成,进而加速材料的破坏.
关键词:
Hastelloy C-276
,
脉冲激光焊接
,
拉伸试验
,
XRD
吴东江
,
吴楠
,
杨策
,
马广义
,
康仁科
稀有金属材料与工程
利用ANSYS软件建立Ti6Al4V基板上同轴送粉激光熔覆Al2O3陶瓷单道涂层的温度场有限元模型,通过熔池形貌比对及热电偶测温实验验证模型的可靠性.利用建立的模型,进一步分析陶瓷涂层冷却阶段温度梯度的变化规律及基板预热对温度梯度的影响.结果表明,陶瓷涂层冷却阶段温度梯度逐渐减小;当温度降到Al2O3陶瓷塑性点时,最大温度梯度位于涂层与基体结合界面的边缘,导致此处极易产生裂纹.基板预热可以显著降低陶瓷涂层冷却阶段温度梯度,且预热温度越高,温度梯度降低越明显,因此可以有效地抑制裂纹产生.
关键词:
激光熔覆
,
陶瓷涂层
,
数值模拟
,
温度梯度
,
基板预热
牛方勇
,
吴东江
,
石龙飞
,
马广义
,
张垚磊
人工晶体学报
利用激光近净成形技术及未添加任何粘结剂的纯陶瓷粉末直接制备了Al2O3/ZrO2共晶陶瓷薄壁结构,对成形工艺进行了研究,获得了优化的工艺参数范围,并利用XRD、SEM及显微硬度测量等手段对成形样件的化学成分、微观组织、硬度及断裂韧性等进行了分析.结果表明,随激光功率的增加,成形件的裂纹呈先减少后增多的规律,裂纹数量在激光功率为454 W时开始明显减少,而当超过582 W时则又开始逐渐增多.成形样件的微观组织为共晶间距约100 nm的致密共品组织,主要由稳定的α-Al2O3与t-ZrO2构成,微观硬度最高可达17.5 GPa,断裂韧性为4.8 ±0.3 MPa·m1/2,达到了传统方法的制备水平.该研究表明激光近净成形技术基于陶瓷材料的熔化-凝固成形,为直接快速制备高性能陶瓷结构提供了一种全新的选择.
关键词:
激光
,
近净成形
,
陶瓷
,
Al2O3
,
ZrO2
吴东江
,
陈云啸
,
卢卫锋
,
马广义
,
郭玉泉
,
郭东明
稀有金属材料与工程
采用同轴送粉激光熔覆技术,在Ti-6Al-4V合金表面进行Al2O3-13％TiO2(质量分数,下同)涂层的直接熔覆实验.利用光学显微镜(OM)和电子探针显微分析仪(EMPA)分析单道熔覆试样的互熔稀释特征、显微组织及成分分布情况.结果表明:熔覆过程容易形成熔覆道边缘以陶瓷对基体的稀释为主,而中部以重熔基体对陶瓷层的稀释为主的互熔稀释区(DZ); DZ区中部重熔金属内分布有较多的陶瓷颗粒,且陶瓷颗粒聚集处容易产生裂纹.采用单因素法优化工艺参数控制互熔稀释区的大小,可以获得互熔稀释较弱、无明显裂纹的Al2O3-13％TiO2陶瓷熔覆试样.
关键词:
激光熔覆
,
陶瓷涂层
,
互熔稀释
,
裂纹
