對TiAl合金與GH3039高溫合金異種材料進行了摩擦焊接工藝試驗.基于接頭的拉伸性能,初步優(yōu)化了焊接工藝參數(shù).采用掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）對焊接接頭組織、焊合區(qū)成分變化及接頭連接機理進行了分析.結(jié)果表明,TiAl合金與GH3039高溫合金兩種異種材料摩擦焊接具有可行性,在摩擦焊接過程中熱力耦合的作用下,GH3039側(cè)熱力影響區(qū)塑性變形較大,TiAl合金側(cè)熱力影響區(qū)變形較小;TiAl合金與GH3039高溫合金摩擦焊接連接界面兩側(cè)的合金元素發(fā)生了擴散,形成了復(fù)雜的層狀金屬間化合物組織結(jié)構(gòu);斷于TiAl合金母材的焊接接頭斷口屬于典型的脆性斷口. 

【文章來源】：焊接學(xué)報. 2020,41(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

Ti Al與GH3039接頭宏觀形貌

基于焊接接頭的拉伸強度，對主要焊接工藝參數(shù)，如焊接轉(zhuǎn)速、頂鍛壓力和焊后熱處理時間等因素進行了單因素及正交優(yōu)化試驗.其中焊接接頭拉伸強度隨轉(zhuǎn)速級別的變化規(guī)律如圖2所示.由圖2可以看出，不同焊接轉(zhuǎn)速級別下焊接接頭的抗拉強度差異較大，轉(zhuǎn)速過低的同時焊接界面的溫度也低，導(dǎo)致兩側(cè)母材之間的相互擴散程度低，不能形成有效的冶金結(jié)合，故接頭拉伸強度低；轉(zhuǎn)速過高的同時焊接界面溫度也高，導(dǎo)致兩側(cè)母材之間的相互擴散程度高，形成了較厚的脆性中間合金相，故接頭拉伸強度也低.只有當焊接轉(zhuǎn)速級別為2時，焊接件的抗拉強度較高.說明焊接轉(zhuǎn)速是影響Ti Al與GH3039摩擦焊接頭性能的一個關(guān)鍵因素，且其適用范圍很窄.對其它焊接工藝參數(shù)也進行了類似的單因素試驗和正交試驗，詳細試驗過程及數(shù)據(jù)文中不再贅述.最終優(yōu)化所得到的焊接工藝參數(shù)為：焊接轉(zhuǎn)速級別2，摩擦壓力8 MPa，頂鍛壓力11.5 MPa，焊后熱處理溫度560℃，熱處理時間45 min.

對Ti Al與GH3039試棒焊接接頭橫截面心部的硬度進行了測量，結(jié)果如圖3所示.由圖3可以看出，焊接界面處硬度顯著高于母材，表明此處形成了高硬度的第二相.GH3039側(cè)硬度均勻，靠近焊縫處熱力影響區(qū)(HMAZ)硬度略有上升，應(yīng)該與HMAZ組織變形與細化有關(guān)，但其范圍很窄；Ti Al側(cè)硬度跳動幅度較大，主要與壓痕處片層取向有關(guān).

【參考文獻】：
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