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耐磨弯管合金搅拌摩擦焊对接接头残余应力研究
作者:管理员    发布于:2014-05-27 15:41:35    文字:【】【】【

    为了探索耐磨弯管合金熔体结构与凝固组织的相关性,改善Al-Cu系合金的组织性能,使用四探针电阻法研究了Al-6%Cu合金耐磨弯管升温过程中的电阻率行为。结果表明,在熔体过热处理温度区间该合金存在明显的电阻率突变现象,暗示在该阶段合金熔体发生了温度诱导的结构转变。合金金相组织观察和力学性能测试表明,该结构转变使得耐磨复合弯管合金凝固组织晶粒尺寸明显细化、晶粒形貌趋于等轴化;在过热处理后,合金屈服强度提高了约18%,表面洛氏硬度提高了约14%。
    采用对接形式对合金耐磨弯管进行了搅拌摩擦焊接,并采用盲孔法对其接头的残余应力分布规律进行了研究。结果表明,应力曲线为"M"型,焊核区最小,在邻近轴肩处最大。在焊接速度200 mm/min下,焊核的纵向残余应力为压应力。根据不同焊接速度下残余应力分布,发现随着焊接速度的提高,纵向残余应力增大,最大值从136MPa(200 mm/min)增大到275 MPa(300 mm/min)。另外,后退侧的残余应力比前进侧的大,随着焊接速度的减小,残余应力在前进侧与后退侧的差值减小。接头不同位置的微观组织分析表明,前进侧和后退侧不同的微观形貌也反应了残余应力的不对称性分布。
    电解低合金耐磨弯管在固相线以上温度保温时液相中会析出富Ti的TiAl3相,TiAl3相在重力铸造时发生沉降,在离心铸造时会富集于铸锭两端,能够浓缩合金中的Ti元素。研究了不同时间对重力沉降和不同转速对离心铸造所得合金钛含量和组织的影响。结果表明,实验条件下TiAl3相形态为10~50μm的板条状;在重力沉降条件下,浓缩合金含量达到4wt%;在离心铸造条件下,相对离心力达到82g(g为重力加速度)时,浓缩合金含量达到7.3wt%。

 

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