【摘要】：進行了Ti80大厚板電子束焊接試驗,實現(xiàn)了56 mmTi80無缺陷焊接.分析焊縫和熱影響區(qū)精細(xì)組織,結(jié)果表明,焊縫上部為柱狀晶粒,下部為柱狀晶和等軸晶,晶粒內(nèi)組織為馬氏體α相和殘余β相.焊縫由上至下高溫停留時間逐漸減小、冷卻速度逐漸加快,馬氏體α相呈長大趨勢.熱影響區(qū)分為靠近焊縫區(qū)的Ⅰ區(qū)和靠近母材的Ⅱ區(qū).熱影響Ⅰ區(qū)組織為馬氏體α相、初生α相和β相;Ⅱ區(qū)組織為初生α相、次生α相和轉(zhuǎn)變β組織.Ⅰ區(qū)由于受熱影響作用大,其組織更接近于焊縫;Ⅱ區(qū)組織則更接近于母材組織.
【圖文】：

第5期安飛鵬，等:深潛器用Ti80電子束焊接接頭精細(xì)組織結(jié)構(gòu)特征97圖1焊接接頭截面形貌Fig.1Microstructureofjoint2．2Ti80母材的顯微組織Ti80母材組織顯微組織如圖2所示．組織為典型的等軸晶組織，在含量超過50%的初生α相基體上分布著一定數(shù)量的轉(zhuǎn)變β組織．圖2母材顯微組織Fig.2Microstructureofbasemetal2．3焊縫精細(xì)組織焊縫區(qū)域微觀組織如圖3和圖4所示，與母材相比，焊縫組織發(fā)生明顯變化．焊縫上部組織為粗大的柱狀晶，晶粒尺寸大于800μm，如圖3所示．這些柱狀晶沿著散熱最快的方向，即垂直于焊縫的方向，以熔合區(qū)的母材為形核基底聯(lián)生結(jié)晶、競相生長．有的柱狀晶一直生長至焊縫中心位置，有的柱狀晶則在半途停止或轉(zhuǎn)向生長．晶粒內(nèi)部組織為細(xì)小的馬氏體α相、殘余β組織和少量的α相，原始β相晶界明顯．細(xì)小的馬氏體α相相互交錯分布在β相內(nèi)，形成網(wǎng)籃組織．焊縫下部金相如圖4a，b所示．圖4a為垂直于焊接方向觀察到的金相，焊縫下部中心為等軸晶，晶粒尺寸約為300μm;熔化邊界為柱狀晶，晶粒尺寸約為600μm．通過進一步觀察焊縫中心平行于焊縫方向的金相組織，可以確定焊縫中心為等軸晶，如圖4b所示．晶粒內(nèi)相組織為針狀馬氏體α相和轉(zhuǎn)變β組織，原始β晶界相對模糊．馬氏體數(shù)量明顯增多、尺寸增大、分布均勻，少量殘余β相彌散分布在馬氏體周圍．圖3焊縫區(qū)上部金相組織Fig.3Microstructureoftopweldzone圖4焊縫區(qū)下部顯微組織Fig.4Microstructureofbottomweldzone焊縫上下部組織產(chǎn)生的差異是由電子束焊接的特點和Ti80厚板自身的特性共同決定的．厚板電子束焊接，隨著焊接熱源的移動，熔池下部最先凝固，，上部最后凝固．因此焊縫下部高溫停留時間短、冷速快，焊縫中心線上熔池邊界法向上的溫度梯度GCL?

第5期安飛鵬，等:深潛器用Ti80電子束焊接接頭精細(xì)組織結(jié)構(gòu)特征97圖1焊接接頭截面形貌Fig.1Microstructureofjoint2．2Ti80母材的顯微組織Ti80母材組織顯微組織如圖2所示．組織為典型的等軸晶組織，在含量超過50%的初生α相基體上分布著一定數(shù)量的轉(zhuǎn)變β組織．圖2母材顯微組織Fig.2Microstructureofbasemetal2．3焊縫精細(xì)組織焊縫區(qū)域微觀組織如圖3和圖4所示，與母材相比，焊縫組織發(fā)生明顯變化．焊縫上部組織為粗大的柱狀晶，晶粒尺寸大于800μm，如圖3所示．這些柱狀晶沿著散熱最快的方向，即垂直于焊縫的方向，以熔合區(qū)的母材為形核基底聯(lián)生結(jié)晶、競相生長．有的柱狀晶一直生長至焊縫中心位置，有的柱狀晶則在半途停止或轉(zhuǎn)向生長．晶粒內(nèi)部組織為細(xì)小的馬氏體α相、殘余β組織和少量的α相，原始β相晶界明顯．細(xì)小的馬氏體α相相互交錯分布在β相內(nèi)，形成網(wǎng)籃組織．焊縫下部金相如圖4a，b所示．圖4a為垂直于焊接方向觀察到的金相，焊縫下部中心為等軸晶，晶粒尺寸約為300μm;熔化邊界為柱狀晶，晶粒尺寸約為600μm．通過進一步觀察焊縫中心平行于焊縫方向的金相組織，可以確定焊縫中心為等軸晶，如圖4b所示．晶粒內(nèi)相組織為針狀馬氏體α相和轉(zhuǎn)變β組織，原始β晶界相對模糊．馬氏體數(shù)量明顯增多、尺寸增大、分布均勻，少量殘余β相彌散分布在馬氏體周圍．圖3焊縫區(qū)上部金相組織Fig.3Microstructureoftopweldzone圖4焊縫區(qū)下部顯微組織Fig.4Microstructureofbottomweldzone焊縫上下部組織產(chǎn)生的差異是由電子束焊接的特點和Ti80厚板自身的特性共同決定的．厚板電子束焊接，隨著焊接熱源的移動，熔池下部最先凝固，上部最后凝固．因此焊縫下部高溫停留時間短、冷速快，焊縫中心線上熔池邊界法向上的溫度梯度GCL?
【作者單位】： 中國船舶重工集團公司第七二五研究所;
【基金】：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)資助項目(2013AA09109)
【分類號】：TG456.3

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1 李冬梅;王曉鳳;任春燕;王蘭芳;張愛榮;王淑塬;劉志亮;;Ti80鑄錠合金元素成分均勻性的研究[J];中國鈦業(yè);2013年04期

本文編號：2532620