激光叠焊板超塑性行为研究

采用高温拉伸试验研究了TC4钛合金激光叠焊板的超塑性行为,观察了叠焊接头超塑性变形前后的显微组织。试验结果表明,TC4钛合金激光叠焊试样超塑性变形断裂位置在母材,显微组织观察没有发现微裂纹,证明激光叠焊接头能够承受焊接板的超塑性变形而不破坏,为激光焊/超塑成形组合工艺的实际应用提供理论和试验依据。     

钛合金激光焊缝的超塑性变形行为及显微组织

通过高温拉伸试验研究Ti-6Al-4V(TC4)合金激光焊缝的纵向超塑性变形行为,采用扫描电镜观察超塑性变形前后焊缝的显微组织.结果表明:TC4钛合金激光焊缝具有良好的超塑性变形能力,在900 ℃、10~(-3) s~(-1)工艺条件下伸长率达到最大值397%;在超塑性变形过程中,原始焊缝的针状马氏体首先转变为片层状的α+β组织,而后片层组织发生再结晶等轴化;随着变形温度升高或应变速率降低,等轴化程度增大.     

TC4钛合金激光叠焊成形及显微组织

研究TC4钛合金激光叠焊成形及焊缝显微组织特征,提出表征叠焊接头焊合程度的指标--焊合率ψ.研究结果表明:焊缝熔宽随着激光功率的升高和焊接速度的降低逐渐增加,上板焊缝熔宽大于下板焊缝,而连接焊缝处的熔宽最小;焊合率随着叠焊两板间间隙的增加或焊接线能量的升高而降低;焊缝组织为针状马氏体α'组成的"网篮"组织,上板焊缝中马氏体分布更密集;热影响区中存在少量细小马氏体组织,且呈梯度分布.由于马氏体的界面增强效应,使焊缝横向显微硬度沿焊缝中心向母材逐渐降低,且上板焊缝显微硬度略高于下板焊缝.     

超塑变形对钛合金激光叠焊接头微观组织的影响

对超塑变形前后TC4钛合金激光叠焊接头的微观组织进行观察与分析。结果表明:在超塑变形过程中,焊缝的马氏体针状组织转变为层片状,变形过程中层片状组织被打断,超塑变形温度越高,层片状组织越碎化;超塑性变形应变速率对钛合金显微组织有重要影响,随着应变速率减小,母材α相的数量减小,而晶间β相数量逐渐增加,且两相都有等轴化趋势,但由于应变速率的减小,使得晶粒有一定程度长大;TC4钛合金激光焊焊缝组织由原始针状组织逐渐发展为层片状组织是超塑变形过程中激光焊焊缝剪切应力、相转变以及变形过程中动态再结晶等因素共同作用的结果。     

Ti-6Al-4V钛合金搅拌摩擦焊缝的织构(英文)

采用W-Re合金搅拌头对α+β双相Ti-6Al-4V钛合金进行搅拌摩擦焊并在合适的工艺参数下获得无缺陷焊缝,利用取向成像显微镜对Ti-6Al-4V钛合金搅拌摩擦焊缝的织构进行研究。Ti-6Al-4V钛合金母材为轧制退火态,组织由变形的初生α相和转变β组织构成,具有典型的轧制织构。焊核区组织与母材明显不同,由大量的等轴动态再结晶晶粒组成,并在搅拌摩擦焊过程中形成{φ1=30°,φ=62°,φ2=30°}取向的织构。     

淬火及超塑性变形对TC4激光焊接头组织演变机制的影响

对经淬火处理后的TC4钛合金激光焊接接头进行超塑性变形试验,通过光学显微镜和扫描电镜观察接头在超塑性变形过程中的组织变化,研究其组织演变机制。结果表明,超塑性变形过程中焊缝和母材组织演变的趋势一致,均是由针状α′马氏体转变为等轴状组织,但母材中的α′相转变速度比焊缝快。变形过程中,焊缝和母材中等轴组织含量在逐渐接近,且存在均匀化现象。采用组织均匀化系数ΔS来表征焊缝和母材的组织均匀化程度,发现ΔS均随着变形量的增大呈现出逐渐增大的趋势:变形量为50%,ΔS为0;当变形量达到350%时,ΔS增至65.8%。变形初期,淬火TC4钛合金激光焊接接头的合金元素发生扩散,针状α′马氏体分解形成α相和β相的片层状组织,此时变形机制是动态再结晶和动态回复;随着变形量的增大,接头的片层状组织由于塞积,相互挤压造成破裂,在晶界滑移的过程中发生球化,晶界滑移是此时接头变形的主要原因。     

置氢TC4钛合金激光焊接接头超塑变形性能研究

摘 要: 置氢处理可以调节TC4钛合金激光焊接接头超塑性变形组织状态,提高焊接接头超塑变形组织均匀性;本项目采用置氢处理研究了TC4钛合金激光焊纵向焊缝接头超塑性变形行为,是置氢提高钛合金激光焊接接头超塑变形均匀性的基础性研究。主要研究了置氢量对TC4激光焊接接头峰值流变应力、焊板延伸率、组织均匀性的影响。研究表明：激光焊板超塑性变形中的峰值流变应力随含氢量的增大而增大,随变形温度的升高而降低,随变形速率的增大而增大;试样延伸率随含氢量的增大而减小,随变形温度的升高而增大,随变形速率的增大而减小。在含氢量0.291%,变形温度920℃,变形速率10-4S-1时,峰值流变应力最小达到20.7MPA,焊板延伸率达到最大312%。置氢TC4钛合金激光焊接接头可以承受超塑性变形而不破坏,在初始应变速率为10-3S-1和10-4S-1时,试样峰值流变应力低于80MPA。     

淬火温度及变形条件对钛合金激光焊接接头超塑性均匀变形的影响

通过高温拉伸试验研究了不同淬火温度及变形条件下TC4钛合金激光焊接接头的显微组织和超塑性变形均匀性,并引入焊缝与母材截面收缩率的比值(K)来表征接头的超塑性变形均匀性。结果表明:当变形条件相同时,随淬火温度升高,接头超塑性变形后,焊缝中的针状马氏体转变为片层状组织,母材从原始的α和β双相组织转变为单一的β相组织;淬火处理能够提高接头的超塑性变形均匀性,增加接头中的β相含量,随着淬火温度的升高接头的超塑性变形均匀性上升;淬火温度保持不变时,接头的超塑性变形均匀性随着变形温度的上升而增加,随着变形速率的上升而减少;当淬火温度为1000℃,变形温度为940℃及变形速率为10~(-4)s~(-1)时,接头的变形均匀性达到最大(K=0.9269)。     

超塑成形TC4薄板激光焊接头组织及性能研究

对1mm厚Ti6A14V钛合金薄板进行了激光焊接工艺试验,研究结果表明:激光焊配合修饰焊工艺获得成形均匀和质量良好的接头,且焊缝内部无气孔、裂纹等缺陷。接头焊缝区组织以针状α′马氏体相为主,热影响区组织分为粗晶区和细晶区,粗晶区包含较多的针状马氏体,细晶区则为板条状α相+少量针状马氏体;接头硬度由母材区到焊缝区呈逐渐增高趋势,焊缝区显微硬度最高,为371 HV。薄板TC4钛合金激光焊接头拉伸强度与基材相当,断后伸长率略低于母材,接头横弯弯曲角度略低于母材,弯曲断裂于母材侧。     

焊后热处理对Ti-22Al-27Nb合金激光焊接接头组织与高温性能的影响

研究焊后热处理对激光焊接2.5 mm厚Ti-22Al-27Nb合金组织和高温力学性能的影响。结果表明,Ti-22Al-27Nb合金激光焊接焊缝组织为单一的B2相。焊缝650℃高温抗拉强度为母材的75%,塑性则仅为母材塑性的40%左右。拉伸断口形貌为岩石状,呈现沿晶断裂特征。经过焊后热处理,焊缝组织为B2相+O相。相对于未热处理接头,热处理后焊缝和热影响区的硬度下降很多并趋于平缓。热处理温度750℃、保温时间1 h时焊接接头650℃高温抗拉强度达到了母材的87.5%,塑性为母材的82.2%,接头断裂形式为解理断裂。