對(duì)高鈮TiAl/Ti600合金進(jìn)行了電子束焊接試驗(yàn)以便對(duì)高溫鈦合金與高鈮TiAl合金高質(zhì)焊接提供理論及試驗(yàn)依據(jù),采用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡及X射線衍射儀等設(shè)備對(duì)焊接試樣進(jìn)行了分析.結(jié)果表明,高鈮TiAl/Ti600接頭極易產(chǎn)生裂紋缺陷.接頭焊縫主要形成細(xì)針狀α2-Ti3Al相及α-Ti相,而高鈮TiAl側(cè)熱影響區(qū)呈現(xiàn)板條狀及等軸組織形貌,Ti600側(cè)熱影響區(qū)為針狀α’相.接頭焊縫區(qū)硬度最大,達(dá)到586 HV,Ti600側(cè)向高鈮TiAl側(cè)過(guò)渡過(guò)程中硬度逐漸增大,由焊縫到兩側(cè)熱影響區(qū)硬度過(guò)渡梯度較大.高鈮TiAl/Ti600電子束焊接頭室溫抗拉強(qiáng)度可達(dá)516 MPa,且接頭斷裂于偏高鈮TiAl側(cè)焊縫區(qū),斷裂性質(zhì)為典型的脆性解理斷裂,呈現(xiàn)穿晶斷裂特征. 

【文章來(lái)源】：焊接學(xué)報(bào). 2017,38(06)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

電子束焊接頭宏觀形貌

第6期王厚勤，等:高鈮TiAl/Ti600合金電子束焊接頭組織與性能97圖1母材微觀組織形貌Fig.1Microstructureofbasemetal2試驗(yàn)結(jié)果及分析2．1焊接接頭顯微組織圖2為電子束焊接頭上表面宏觀形貌．由圖2可知，焊縫上表面熔寬均勻，無(wú)咬邊、飛濺等缺陷，但焊縫略微塌陷，接頭存在宏觀橫向裂紋，裂紋起源于焊縫部位，垂直延伸至熱影響區(qū)和母材．圖2電子束焊接頭宏觀形貌Fig.2MacroscopicofEBWedjoint圖3為電子束焊接頭截面宏觀形貌．經(jīng)電子束焊后，焊縫區(qū)顏色較淺，柱狀晶形貌不顯著．TiAl側(cè)熔合線外近縫區(qū)為淺色的耐腐蝕區(qū)，由兩側(cè)熔合線可知，Ti600側(cè)金屬熔化量較大，形成不對(duì)稱接頭．圖3電子束焊接頭截面形貌Fig.3Cross-sectionmorphologyofEBWedjoint圖4為接頭焊縫區(qū)的顯微組織形貌．由圖4可見，焊縫組織為細(xì)小針狀組織，經(jīng)EDS(表1)分析可知，A區(qū)針狀組織主要為(α+α2)相，這是由于焊縫區(qū)冷卻速度極快，由β晶界析出的α相發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變形成細(xì)小針狀組織，另有部分針狀α相有序化為α2-Ti3Al相．B區(qū)組織Ti及Al元素比例大于3∶1，則可推測(cè)為α2與α混和相，以α相為主．C區(qū)由于Nb元素含量較高，則可認(rèn)為是高溫β/B2相．圖4接頭焊縫區(qū)微觀組織形貌Fig.4Microstructureoffusionzone表1焊縫區(qū)能譜結(jié)果(原子分?jǐn)?shù)，%)Table1EDSresultsoffusionzone區(qū)域元素可能相TiAlSnNbZrSiA77．317．70．91．91．60．6α2-Ti3Al+α-TiB78．616．61．71．61．00．6α2-Ti3Al+α-TiC77．018．01．33．700β/B2圖5為接頭焊縫區(qū)X射線衍射(XＲD)及電子束背散射衍射(EBSD)分析．由圖5可知，接頭焊縫區(qū)相成分主要為α2-Ti3Al，α-Ti相，含量約為38．55%，39．65%．此外在EBSD中還檢測(cè)到少量

第6期王厚勤，等:高鈮TiAl/Ti600合金電子束焊接頭組織與性能97圖1母材微觀組織形貌Fig.1Microstructureofbasemetal2試驗(yàn)結(jié)果及分析2．1焊接接頭顯微組織圖2為電子束焊接頭上表面宏觀形貌．由圖2可知，焊縫上表面熔寬均勻，無(wú)咬邊、飛濺等缺陷，但焊縫略微塌陷，接頭存在宏觀橫向裂紋，裂紋起源于焊縫部位，垂直延伸至熱影響區(qū)和母材．圖2電子束焊接頭宏觀形貌Fig.2MacroscopicofEBWedjoint圖3為電子束焊接頭截面宏觀形貌．經(jīng)電子束焊后，焊縫區(qū)顏色較淺，柱狀晶形貌不顯著．TiAl側(cè)熔合線外近縫區(qū)為淺色的耐腐蝕區(qū)，由兩側(cè)熔合線可知，Ti600側(cè)金屬熔化量較大，形成不對(duì)稱接頭．圖3電子束焊接頭截面形貌Fig.3Cross-sectionmorphologyofEBWedjoint圖4為接頭焊縫區(qū)的顯微組織形貌．由圖4可見，焊縫組織為細(xì)小針狀組織，經(jīng)EDS(表1)分析可知，A區(qū)針狀組織主要為(α+α2)相，這是由于焊縫區(qū)冷卻速度極快，由β晶界析出的α相發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變形成細(xì)小針狀組織，另有部分針狀α相有序化為α2-Ti3Al相．B區(qū)組織Ti及Al元素比例大于3∶1，則可推測(cè)為α2與α混和相，以α相為主．C區(qū)由于Nb元素含量較高，則可認(rèn)為是高溫β/B2相．圖4接頭焊縫區(qū)微觀組織形貌Fig.4Microstructureoffusionzone表1焊縫區(qū)能譜結(jié)果(原子分?jǐn)?shù)，%)Table1EDSresultsoffusionzone區(qū)域元素可能相TiAlSnNbZrSiA77．317．70．91．91．60．6α2-Ti3Al+α-TiB78．616．61．71．61．00．6α2-Ti3Al+α-TiC77．018．01．33．700β/B2圖5為接頭焊縫區(qū)X射線衍射(XＲD)及電子束背散射衍射(EBSD)分析．由圖5可知，接頭焊縫區(qū)相成分主要為α2-Ti3Al，α-Ti相，含量約為38．55%，39．65%．此外在EBSD中還檢測(cè)到少量

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Ti-43Al-9V-0.3Y/TC4異種材料電子束焊接（EBW）[J]. 張秉剛,陳國(guó)慶,何景山,馮吉才.  焊接學(xué)報(bào). 2007(04)
[2]電子束焊接TiAl基合金接頭組織結(jié)構(gòu)及其裂紋產(chǎn)生的敏感性[J]. 吳會(huì)強(qiáng),馮吉才,何景山,周利.  材料工程. 2005(04)
[3]航空發(fā)動(dòng)機(jī)減重技術(shù)研究[J]. 姜旭峰,彭著良,費(fèi)逸偉.  航空維修與工程. 2005(01)
[4]TiAl金屬間化合物及其連接技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 何鵬,馮吉才,韓杰才,錢乙余.  焊接學(xué)報(bào). 2002(05)

博士論文
[1]TiAl金屬間化合物電子束焊接接頭組織及防裂紋工藝研究[D]. 陳國(guó)慶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3386343