TC17钛合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能研究

研究了TC17钛合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能.研究表明,焊接接头由熔合区(FZ)、热影响区(HAZ)和母材区(BM)组成.焊态下,FZ由b柱状晶组成,HAZ由针状a/a'相、等轴a相和亚稳态b相组成.在630~800℃范围焊后热处理后,FZ和HAZ中的亚稳态b相分解,生成a相和b相,随着焊后热处理温度的升高,FZ和HAZ中的a相板条厚度增加,晶界a相发生粗化.焊态和800℃,2 h,A.C.焊后热处理条件下,FZ在450℃高温拉伸过程中会析出次生a相板条,导致熔合区抗拉强度升高,屈强比降低.焊接接头的拉伸断裂优先发生于屈服强度低的区域,接头各区域屈服强度相差不大时,最终断裂发生在硬度较低的区域.TC17钛合金电子束焊接接头的最佳焊后热处理制度为630℃,2 h,A.C.,此时焊接接头具有良好的拉伸强度和塑性匹配.     

TC4钛合金K-TIG焊接接头的显微组织及力学性能

采用锁孔型钨极氩弧焊(K-TIG)在不同热量输入条件下焊接厚度为12 mm的Ti-6Al-4V(TC4)钛合金板,并研究焊缝金属区(WMZ)的显微组织、晶界特征及力学性能.实验结果表明:当输入热量为2.30～2.62 kJ/mm时,K-TIG焊缝成形良好,未出现明显的缺陷;当热输入逐渐增加时,α板条的长度增加,α'相和...     

TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头显微组织和力学性能

研究TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,TC4/TA17异种钛合金激光焊接头焊缝的显微组织为片状α′马氏体,TC4侧靠近母材的热影响区和TA17侧靠近母材的热影响区只发生α相向β相转变,TC4侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+针状α′马氏体,TA17侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+片状α′马氏体。TC4/TA17异种钛合金激光焊接头的显微硬度呈不对称分布,焊缝的显微硬度最高,TA17母材显微硬度最低。TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头断裂在TA17母材,断口呈现韧性断裂形貌。     

激光修复TC4钛合金显微组织与力学性能

本文以低氧TC4粉末为熔覆材料,采用激光修复技术制备了TC4钛合金面修复试样,对比研究了锻件和修复试样(沉积态)的显微组织和力学性能。结果显示修复试样的组织宏观上分为锻件基材区,热影响区和激光沉积区,三个区域中热影响区的显微硬度最高,沉积区和锻件基材的显微硬度相当。锻件试样的强度及塑性均略高于修复试样,同时发现40%修复试样(即拉伸试样承受载荷部位横截面上沉积区所占的面积分数为40%)的强度略低于50%修复试样,塑性则高于后者。表明采用低氧TC4粉末为熔覆材料时,有利于修复试样沉积区和基材区强度和塑性的匹配,从而提高修复试样的综合性能。对拉伸断口进行扫描电镜观察发现,锻件试样拉伸失效后断口呈现出典型的韧性断裂特征,而修复试样的断口则表现复杂,从沉积区到锻件基材区呈现出解理台阶到韧窝的连续变化特征,同时断口形貌与显微组织呈现出很好的对应关系。     

TC4钛合金激光焊接接头组织与性能

分析不同激光焊接工艺参数下焊缝的微观组织特征,并测试焊缝的力学性能.结果表明:TC4钛合金激光焊接焊缝为针状马氏体α'组成的网篮组织和少量α'相;随着焊接热输入量的增加,由于熔池搅拌、焊接应力、合金元素烧损等原因,马氏体的分布更加散乱和密集;焊接工艺参数对焊缝相组成和各相相对含量的影响均不显著.合理的焊接工艺参数下,接头的强度高于母材.     

2.0mm厚TC4钛合金激光焊接接头组织与力学性能研究

对2.0 mm厚的TC4钛合金进行激光焊接试验,分析接头的微观组织和力学性能。结果表明,焊缝区由晶粒粗大的β相和镶嵌在β相中的针状α相组成;热影响区由初生α相+β相组成,β相中还包含针状的二次析出α相。TC4钛合金激光焊接头抗拉强度在1095~1106 MPa,屈服强度为1054~1066 MPa,均大于母材。激光焊接接头断后伸长率在10.1%~11.1%,比母材低。当激光功率在2000~3500 W,焊接速度为1.5~8.0 m/min,离焦量为-1.5~1.5 mm时,均可得到焊缝表面成形良好,表面和内部无气孔等缺陷的高质量焊缝。     

钛合金激光焊接接头的组织和力学性能

对2.5mm厚BT20钛合金激光焊接接头各区域(包括焊缝和热影响区)的组织特征进行了观察,并测试了焊接接头各区域的显微硬度分布以及室温条件下的接头拉伸、弯曲、疲劳及断裂韧度等力学性能.研究结果表明,焊接接头各区域的微观组织均以"网篮状"马氏体组织为特征,接头各区域显微硬度均高于母材.接头静抗拉强度基本与母材相当,塑性略低于母材.接头中值疲劳寿命与应力水平有很大的关系.在低应力水平下,接头中值疲劳寿命与母材相当,而在高应力水平下,接头中值疲劳寿命远低于母材.接头焊缝金属的断裂韧度显著低于母材,而热影响区断裂韧度则介于母材和焊缝金属之间.     

TC4钛合金激光拼焊接头显微组织及力学性能分析

文中系统分析了TC4钛合金激光拼焊接头的显微组织与力学性能.结果表明,TC4钛合金激光焊缝组织为粗大的柱状晶,晶粒内部是针状马氏体交织成的网篮状组织;热影响区组织为α+β+针状α′组织,且分布不均匀,靠近熔合线的区域晶粒更粗大,针状马氏体数量更多分布更密集.0.8 mm厚TC4钛合金薄板拼焊工艺参数为焊接功率1100～1 300 W,焊接速度1.5～3.0 m/min.焊缝力学性能优良,拉伸试样均断裂于离焊缝中心较远的母材上,母材和焊缝断口形貌都显示韧窝断口特征,且焊缝断口韧窝相对更较小.     

TC4钛合金激光焊接接头金相试样的制备与显微组织分析

利用5 kW光纤激光实现了6 mm厚的TC4钛合金板的连接。介绍了其金相试样的制作过程,并利用超景深光学显微镜分析焊缝显微组织,研究了焊速度对焊缝成形及显微组织的影响。结果表明:随着焊接速度的增加,熔深增加,焊接速度增加到0.018m/s时,未焊透。在焊缝中部及熔合线部位有气孔产生,并且不同位置的气孔大小不一;热影响区内发现少量针状马氏体α′,焊缝内全部为α′相,有魏氏组织形成。     

TC4钛合金激光焊接接头高温热处理后的显微组织研究

研究了TCA钛合金激光焊接接头经高温热处理后的显微组织,结果表明:由于在TCA合金相变点附近温度进行热处理能极大提高其合金元素的扩散速率,激光焊接接头中的马氏体α'随热处理时间的延长而更粗大,且分布更杂乱;热处理前后焊缝截面显微硬度均自焊缝中心向热影响区逐渐降低,热影响区显微硬度低于母材.与原始接头显微硬度值相比,经历高温热处理后接头的显微硬度降低约60HV左右.     

TC11钛合金扩散连接接头组织及力学性能研究

研究不同连接温度对TC11合金直接扩散连接接头的显微组织和力学性能的影响,并与原始母材进行了比较。实验结果表明：TC11合金直接扩散连接的最优工艺参数为900 ℃/30 min/60 min,扩散接头界面处无孔洞,接头抗拉强度与原始TC11母材接近且塑性优于原始母材。对原始TC11母材和最优工艺参数下的扩散焊接头在室温下进行高周疲劳性能测试。与原始TC11母材相比,TC11合金直接扩散连接的疲劳性能降低,且所有接头断裂均发生在扩散结合界面处。通过观察疲劳断口结合界面的微观结构特征分析得出,扩散接头界面两侧母材的晶体取向差异使得疲劳裂纹萌生,这是降低接头疲劳性能的主要原因。     

激光熔化沉积TC2钛合金显微组织及力学性能

采用激光熔化沉积直接成形技术制备了TC2钛合金中空薄壁盒,通过光学显微镜和X射线衍射仪分别分析了显微组织和相组成,并测试了室温拉伸性能.结果表明,激光熔化沉积TC2钛合金具有细小的网篮组织和优异的室温拉伸性能,但其塑性存在明显的各向异性,纵向伸长率较横向提高约42.5%.     

TC4钛合金摩擦焊接头的力学性能及显微组织

对钛合金TC4（Ti-6Al-4V）摩擦焊接性能进行了较详细的试验分析。结合摩擦焊接参数的优化选择,叙述了该合金摩擦焊接过程的特点,讨论分析了其焊接接头的力学性能及焊合区的显微组织结构。试验结果表明,该合金具有良好的摩擦焊接性,在无特殊保护措施的条件下,优化工艺,可获得良好的焊接接头。由于TC4钛合金导热系数小,热塑性高,容易氧化,摩擦焊亦选用较小的规范参数。焊合区硬度略低于母材,拉伸度样断于母材,拉伸、冲击断口均表现出明显的韧性断裂特性。力学性能数据表明,用优化的规范参数,TC4钛合金可获得等强、等韧甚至超强、超韧于母材的摩擦焊接接头。TC4钛合金摩擦焊接接头焊合区组织为细密的网蓝状组织,焊合区与母材过渡区为双态组织。     

TWIP钢激光焊接接头的显微组织和力学性能

研究了孪晶诱导塑性(TWIP)钢经3种不同工艺参数激光焊接后的焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊接接头焊缝区为全奥氏体组织,与母材相比,焊缝区的Mn含量略有降低;较大的焊接热输入可以保证焊缝的连续性,但也会导致焊缝组织粗大、粗晶区宽度增大;焊缝熔融区为树枝晶组织,热影响区含0. 3～0. 4 mm宽的软化区和0. 5～0. 6 mm宽的硬化区;焊接接头的最高抗拉强度和断后伸长率分别为900 MPa和33%,约为母材的90%和50%。     

激光修复TC4钛合金显微组织与力学性能（英文）

以低氧TC4粉末为熔覆材料,采用激光修复技术制备了TC4钛合金面修复试样,对比研究了锻件和修复试样(沉积态)的显微组织和力学性能。结果显示:修复试样的组织宏观上分为锻件基材区、热影响区和激光沉积区,3个区域中热影响区的显微硬度最高,沉积区和锻件基材的显微硬度相当。锻件试样的强度及塑性均略高于修复试样,同时发现40%修复试样(即拉伸试样承受载荷部位横截面上沉积区所占的面积分数为40%)的强度略低于50%修复试样,塑性则高于后者。表明采用低氧TC4粉末为熔覆材料时,有利于修复试样沉积区和基材区强度和塑性的匹配,从而提高修复试样的综合性能。对拉伸断口进行扫描电镜观察发现,锻件试样拉伸失效后断口呈现出典型的韧性断裂特征,而修复试样的断口则表现复杂,从沉积区到锻件基材区呈现出解理台阶到韧窝的连续变化特征,同时断口形貌与显微组织呈现出很好的对应关系。     

TC11钛合金搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能

本文在不同转速下开展了TC11钛合金搅拌摩擦焊试验,分析了接头的微观组织和力学性能,建立了焊接工艺、接头组织与性能之间的内在联系。接头SZ为完全的β转变组织,其细小晶界α相和晶内片层状α+β相以及针状α′相的双重强化作用,致使SZ硬度最高。HAZ和TMAZ均由残余初始α相和β转变组织组成,但后者具有一定的流变特征,且距SZ越近,转变组织占比越大,强化效果越明显。随着转速的上升,SZ中晶界α相和晶内片层状α+β相的尺寸增加,晶内针状α′相的含量降低,这引起了其硬度的降低。与硬度规律相同,各转速下接头拉伸均断裂在BM,且各转速下SZ抗拉强度明显高于BM,并随转速上升而下降。此外,SZ中细小的晶界α相和晶内片层状α+β相,也导致各转速下SZ延伸率高于BM,使其展现出良好的塑性,且随着转速上升,因晶界α相和晶内片层状α+β相尺寸增加,SZ延伸率有所降低。     

ZK40高强镁合金CO2激光焊接接头的组织与力学性能

采用C2激光对轧制态ZK40镁合金板材进行焊接,并研究焊接工艺参数对接头显微组织及力学性能的影响规律.结果表明:在合理的工艺条件下,可以获得成型良好的焊接接头,其抗拉强度可达到315MPa,为母材的91.3%;熔池边界无外延生长的柱状晶,整个熔池完全由细小均匀的等轴树枝晶组成:分布于晶界及枝晶臂间的第二相粒子主要是Mg<,51>Zn<,20>;随着焊接热输入的增大,枝晶臂生长更为发达,晶粒粗化.     

激光成形TC17钛合金线性摩擦焊接头组织与力学性能

立足航空发动机整体叶盘叶片发生损伤后采用线性摩擦焊进行修复的背景需求,针对航空发动机常用的TC17钛合金,开展激光成形制备一侧焊接台后再线性摩擦焊的典型接头组织分析、力学性能测试以及断口分析,重点分析了接头中激光沉积区组织在线性摩擦焊前后演变特征及与力学性能影响关系,结果表明,缩短量的大小决定了接头中含有的激光成形区组织多少,参与焊接过程的激光成形沉积区组织发生了明显的再结晶,原始的粗大晶粒破碎,晶粒内部析出细小α相,三种典型接头的拉伸性能均与母材相当,当焊缝中挤出去除沉积区组织时,接头高周疲劳强度可达到母材的90%以上.     

TC4钛合金激光焊接头显微组织及断口分析

利用光学显微镜观察了TC4钛合金激光焊接头的显微组织,借助扫描电子显微镜对母材及接头拉伸断口进行了分析。结果表明:靠近熔合线处焊缝晶粒为粗大的柱状晶,晶内组织为针状马氏体α′;焊缝中心晶粒为粗大的等轴晶,晶内组织以小块状α+β、大块状α、层片状魏氏组织和α′为主;近焊缝热影响区组织为α+α′的"筐篮"状组织;过渡区组织由高温β转变形成的α相+少量针状α′+原始(α+β)构成;近母材热影响区组织由高温β转变形成的α相和原始(α+β)构成;母材拉伸断裂形式属于延性断裂,接头拉伸断裂形式属于脆性断裂,具有解理断裂的特征。     

激光快速修复TC18钛合金的显微组织和拉伸力学性能

针对TC18合金在服役过程中的损伤特点,对TC18合金锻件的体损伤进行了激光快速修复研究。首先分析激光修复区的显微组织状态,然后对两类不同体损伤的标准试样和耳片完成激光修复并进行拉伸力学特性分析。结果表明：激光修复区组织为粗大β柱状晶内分布为细小的网篮组织;修复试样的强度高于基体,而塑性则低于基体;修复耳片的失效位置发生在修复界面处,且强度略低于基体。