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TC_4钛合金惯性摩擦焊组织性能及强韧化机理的研究

宋西平  
【摘要】:本文对TC_4钛合金惯性摩擦焊接头的组织性能及强韧化机理进行了研 究。结果表明,转速对接头的性能影响最大。在一定烧化量的前提下,高转速 (2410rpm)、小压力的焊接接头在焊态下具有较佳的拉伸、冲击、弯曲性能,接 近或超过了母材水平,而中等转速(1480rpm)、较小滑台速度和低转速 (770rpm)、较大转动惯量的焊接接头在焊态下虽具有较佳的拉伸性能,但其冲 击、弯曲性能较差。其原因同焊接接头中高温形变强化与低温形变强化的配合 及焊缝高温变形层金属的温度与变形量有关。焊后800℃,1h普通退火对惯性 摩擦焊接头性能具有重要的意义,可使不同焊接参数的接头在强度基本不变 的前提下,其延伸率有显著的提高,且焊缝断裂韧性也有很大的改善。结果还 表明,惯性摩擦焊时,焊缝金属的温度沿径向有很大的变化,致使焊缝组织沿 径向有很大的差异。焊口为粗大的针状组织,焊心为极细的等轴状组织,从焊 口到焊心组织逐渐变细,且针状组织减少而等轴组织增加。因焊缝组织的形成 是一个重新加热、变形、冷却的过程,故原始棒材组织状态对焊缝组织形成影 响不大。接头的高强度取决于焊缝的细晶强化、亚结构强化及热影响区的冷形 变强化。接头延伸率的改善同热影响区冷变形程度的减弱及焊缝强度、应力水 平同母材趋于一致有很大关系。焊缝的断裂韧性差,这和其晶粒细小、强度水 平较高及有气体污染有关。


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