(α+β)鈦合金電子束焊接接頭顯微組織及力學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-23 21:49
電子束焊接(EBW)技術(shù)是一種重要的鈦合金連接手段,該技術(shù)對(duì)于促進(jìn)鈦合金的應(yīng)用有重要的意義。本文以TC4鈦合金和Ti62A鈦合金為實(shí)驗(yàn)材料,對(duì)同材焊接接頭的顯微組織(包括母材、熱影響區(qū)和熔合區(qū))和力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)地研究,并分析了它們顯微組織的演變規(guī)律和力學(xué)行為特點(diǎn)。對(duì)于上述兩種電子束焊接接頭,從母材到熔合區(qū)的初生α相的比例不斷減少,而β轉(zhuǎn)變組織和次生α相的比例不斷增加。而在該變化過程中又有各種不同形式的α相結(jié)構(gòu)在熱影響區(qū)產(chǎn)生,如環(huán)帶α相,枝晶α相,異常次生α相集束和“Ghost”結(jié)構(gòu)。焊接熱循環(huán)會(huì)導(dǎo)致相變和元素的再分配行為同時(shí)發(fā)生,元素的擴(kuò)散行為會(huì)減弱α/β界面處的元素濃度梯度分布甚至?xí)䦟?dǎo)致一些次生α相的元素分布異常。環(huán)帶α相和初生α相的取向關(guān)系保持一致,其形成和α/β界面處變化較大的元素濃度梯度有關(guān)。枝晶α相可能是從初生α相粗化中殘留下來的微小樹突演化而來的。異常次生α相集束和“Ghost”結(jié)構(gòu)都是經(jīng)過β→αs的相變轉(zhuǎn)化而來的。這兩種結(jié)構(gòu)中高的α穩(wěn)定元素含量和低的β穩(wěn)定元素含量可以促進(jìn)其中次生α相的生長使其片層寬度較大。TC4鈦合金焊接接頭的納米壓痕實(shí)驗(yàn)表明“Ghost”結(jié)構(gòu)和毗鄰...
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?(a)?a-Ti和(b)?p-Ti的晶胞結(jié)構(gòu)|U|??Fig.?1-1?The?structure?of?HCP?(a-Ti)?and?BCC?(P ̄Ti)?titanium?ceil??
首先在a+P兩相區(qū)承受變形量足夠大的熱加工,隨后經(jīng)歷高溫?zé)崽幚頃r(shí)會(huì)發(fā)生再??結(jié)晶作用,片層組織會(huì)發(fā)生球化現(xiàn)象從而得到等軸組織;根據(jù)a相的組織狀態(tài),??鈦合金的組織主要分為等軸組織,網(wǎng)籃組織,雙態(tài)組織和魏氏組織,如圖1-4所??示[38]。??麵.一……:.1??'?.I??/?賴??圖1-4?(a+灼型鈦合金典型的顯微組織形貌??Fig.?1-4?Typical?microstructure?of?(a+P)?titanium?alloys?(a)?Widmanstaten?structure?(b)??Basket-waves?structure?(c)?Bimodal?structure?(d)?Equiaxed?structure??網(wǎng)籃組織:網(wǎng)籃組織為(3轉(zhuǎn)變基體上分布著交錯(cuò)的網(wǎng)籃的片層狀a組織,原??始P晶界己破碎,且與母相晶體學(xué)位向關(guān)系消失。獲得該組織的方法為首先在P??相區(qū)加熱變形,然后隨著溫度下降進(jìn)入a+P兩相區(qū),沿著P晶界會(huì)析出晶界a,??晶內(nèi)片層a會(huì)承受變形從而形成斷續(xù)a相勾勒的原始卩晶粒輪廓和交錯(cuò)分布的短??5??
中由擴(kuò)散性相變和馬氏體相變引起的鈦的同素異形轉(zhuǎn)變,它們都是從P相到a??相的相變過程,而且這兩種相變過程的P相和轉(zhuǎn)變形成的a相或者馬氏體相之間??是滿足伯格斯關(guān)系(Burgers?orientation?relationship)的,如圖1-5所不。??(110)p//(0002)o??tl-ll]p//[ll-20]a??(110)?1?(0001)??編??圖1-5鈦合金的p相和《相之間的伯格斯取向關(guān)系1431??Fig.?1-5?Burgers?orientation?relationship?of?p?phase?and?a?phase??7??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三重?zé)崽幚韺?duì)TC21合金超塑性變形后組織的影響[J]. 朱深亮,董洪波,張貴華,劉誠,余新平. 稀有金屬材料與工程. 2016(10)
[2]航空用鈦合金研究進(jìn)展[J]. 金和喜,魏克湘,李建明,周建宇,彭文靜. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2015(02)
[3]TC4鈦合金電子束焊接工藝技術(shù)研究[J]. 林波,虞文軍,李飛,沈劍,唐振云. 航空制造技術(shù). 2013(18)
[4]鈦合金固態(tài)相變的歸納與討論(Ⅵ)——阿爾法[J]. 辛社偉,趙永慶. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2013(04)
[5]鈦及鈦合金結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉鵬飛. 金屬加工(熱加工). 2012(20)
[6]TC4鈦合金薄板的攪拌摩擦焊研究[J]. 謝飛飛,柯黎明,黃春平,劉鴿平. 現(xiàn)代焊接. 2011(10)
[7]時(shí)效溫度對(duì)Ti-6Al-2Mo-1.5Cr-2Sn-2Zr-1V-0.4Fe-0.15Si合金顯微組織的影響[J]. 宋淼,馬英杰,劉羽寅,雷家峰. 熱加工工藝. 2010(24)
[8]冷卻速率對(duì)Ti-5.8Al-3Mo-1Cr-2Sn-2Zr-1V-0.15Si合金組織及性能的影響[J]. 宋淼,馬英杰,鄔軍,李玉蘭,劉羽寅,雷家峰. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2010(S1)
[9]TA15鈦合金電子束焊接接頭組織分析[J]. 姚罡,李晉煒,陸業(yè)航,李眾城. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2010(S1)
[10]β鈦合金的強(qiáng)韌化機(jī)制分析[J]. 付艷艷,宋月清,惠松驍,米緒軍,葉文君,于洋. 稀有金屬. 2009(01)
本文編號(hào):3300102
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?(a)?a-Ti和(b)?p-Ti的晶胞結(jié)構(gòu)|U|??Fig.?1-1?The?structure?of?HCP?(a-Ti)?and?BCC?(P ̄Ti)?titanium?ceil??
首先在a+P兩相區(qū)承受變形量足夠大的熱加工,隨后經(jīng)歷高溫?zé)崽幚頃r(shí)會(huì)發(fā)生再??結(jié)晶作用,片層組織會(huì)發(fā)生球化現(xiàn)象從而得到等軸組織;根據(jù)a相的組織狀態(tài),??鈦合金的組織主要分為等軸組織,網(wǎng)籃組織,雙態(tài)組織和魏氏組織,如圖1-4所??示[38]。??麵.一……:.1??'?.I??/?賴??圖1-4?(a+灼型鈦合金典型的顯微組織形貌??Fig.?1-4?Typical?microstructure?of?(a+P)?titanium?alloys?(a)?Widmanstaten?structure?(b)??Basket-waves?structure?(c)?Bimodal?structure?(d)?Equiaxed?structure??網(wǎng)籃組織:網(wǎng)籃組織為(3轉(zhuǎn)變基體上分布著交錯(cuò)的網(wǎng)籃的片層狀a組織,原??始P晶界己破碎,且與母相晶體學(xué)位向關(guān)系消失。獲得該組織的方法為首先在P??相區(qū)加熱變形,然后隨著溫度下降進(jìn)入a+P兩相區(qū),沿著P晶界會(huì)析出晶界a,??晶內(nèi)片層a會(huì)承受變形從而形成斷續(xù)a相勾勒的原始卩晶粒輪廓和交錯(cuò)分布的短??5??
中由擴(kuò)散性相變和馬氏體相變引起的鈦的同素異形轉(zhuǎn)變,它們都是從P相到a??相的相變過程,而且這兩種相變過程的P相和轉(zhuǎn)變形成的a相或者馬氏體相之間??是滿足伯格斯關(guān)系(Burgers?orientation?relationship)的,如圖1-5所不。??(110)p//(0002)o??tl-ll]p//[ll-20]a??(110)?1?(0001)??編??圖1-5鈦合金的p相和《相之間的伯格斯取向關(guān)系1431??Fig.?1-5?Burgers?orientation?relationship?of?p?phase?and?a?phase??7??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三重?zé)崽幚韺?duì)TC21合金超塑性變形后組織的影響[J]. 朱深亮,董洪波,張貴華,劉誠,余新平. 稀有金屬材料與工程. 2016(10)
[2]航空用鈦合金研究進(jìn)展[J]. 金和喜,魏克湘,李建明,周建宇,彭文靜. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2015(02)
[3]TC4鈦合金電子束焊接工藝技術(shù)研究[J]. 林波,虞文軍,李飛,沈劍,唐振云. 航空制造技術(shù). 2013(18)
[4]鈦合金固態(tài)相變的歸納與討論(Ⅵ)——阿爾法[J]. 辛社偉,趙永慶. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2013(04)
[5]鈦及鈦合金結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉鵬飛. 金屬加工(熱加工). 2012(20)
[6]TC4鈦合金薄板的攪拌摩擦焊研究[J]. 謝飛飛,柯黎明,黃春平,劉鴿平. 現(xiàn)代焊接. 2011(10)
[7]時(shí)效溫度對(duì)Ti-6Al-2Mo-1.5Cr-2Sn-2Zr-1V-0.4Fe-0.15Si合金顯微組織的影響[J]. 宋淼,馬英杰,劉羽寅,雷家峰. 熱加工工藝. 2010(24)
[8]冷卻速率對(duì)Ti-5.8Al-3Mo-1Cr-2Sn-2Zr-1V-0.15Si合金組織及性能的影響[J]. 宋淼,馬英杰,鄔軍,李玉蘭,劉羽寅,雷家峰. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2010(S1)
[9]TA15鈦合金電子束焊接接頭組織分析[J]. 姚罡,李晉煒,陸業(yè)航,李眾城. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2010(S1)
[10]β鈦合金的強(qiáng)韌化機(jī)制分析[J]. 付艷艷,宋月清,惠松驍,米緒軍,葉文君,于洋. 稀有金屬. 2009(01)
本文編號(hào):3300102
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