發(fā)布時間：2021-09-01 07:43

　　本實驗研究了具有雙態(tài)組織結(jié)構(gòu)特征的TA19鈦合金線性摩擦焊接頭的組織結(jié)構(gòu),分析了等軸初生α相和片層結(jié)構(gòu)β轉(zhuǎn)變組織的變形行為及接頭焊縫的形成機制。結(jié)果表明:線性摩擦焊接時劇烈的連續(xù)熱塑性變形使得焊縫中心的TA19雙態(tài)組織鈦合金經(jīng)歷了組織粗化、變形、破碎以及完全碎化的過程,最終轉(zhuǎn)變?yōu)槌毦У容S組織。從焊接接頭的熱影響區(qū)到焊縫中心,等軸初生α相經(jīng)歷了不連續(xù)的塑性變形和破碎最終完全相變?yōu)棣孪�。片層結(jié)構(gòu)β轉(zhuǎn)變組織則先后經(jīng)歷了變形、解體并完全碎化的過程。 

【文章來源】：材料導(dǎo)報. 2020,34(14)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

TA19雙態(tài)組織鈦合金的顯微組織

表2 鈦合金的鍛造工藝Table 2 Forging process of titanium alloy Forging process Forging starting temperature Forging finishing temperature Forged structure β forging TT+(30—100) ℃ TT+(30—100) ℃ Widmanstatten/basketweave structure Sub-β forging TT+(30—100) ℃ TT-(30—50) ℃ Equiaxed/bimodal structure Quasi-β forging TT+(5—10) ℃ TT+(5—10) ℃ Basketweave structure α+β forging TT-(30—100) ℃ TT-(30—100) ℃ Equiaxed/bimodal structure2 結(jié)果及分析

線性摩擦焊接工藝參數(shù)為:頂鍛力80～100 kN,頻率40 Hz,縮短量7 mm。焊接試件尺寸為130 mm×75 mm×20 mm(L×W×H),其中W×H為焊接摩擦界面。在線性摩擦焊接過程中,摩擦界面金屬在短時間內(nèi)達到粘塑性狀態(tài),在摩擦壓力與振動件往復(fù)運動的帶動下,處于粘流態(tài)的鈦合金將發(fā)生連續(xù)熱塑性變形。在隨后的頂鍛過程中,接頭粘流態(tài)的鈦合金將發(fā)生更為劇烈的熱塑性變形,大部分的熱塑性金屬被擠出摩擦界面形成飛邊(圖2a),剩余的熱塑性金屬形成致密的焊縫組織。而焊縫組織因變形碎化程度的不同將呈現(xiàn)出不同的腐蝕抗力,宏觀上表現(xiàn)為在焊接接頭存在色澤各異的區(qū)域(圖2b)。焊后切除飛邊并沿垂直于焊接面方向截取20 mm×20 mm×6 mm金相試樣(圖2b),分別在CS3400型掃描電鏡及OLYMPUS-BX51M金相顯微鏡下觀察其接頭的組織結(jié)構(gòu)。線性摩擦焊的往復(fù)運動和頂鍛加壓過程使得焊接接頭具有典型的鍛造組織特征。鈦合金鍛造組織的形成與溫度有關(guān)[25-26],如表2及圖3所示,若鈦合金在TT溫度以下30～100 ℃發(fā)生塑性變形,將經(jīng)歷鈦合金的α+β鍛造過程(α+β forging),此時等軸αp相和片層結(jié)構(gòu)βT組織同時參與塑性變形,最終獲得等軸或雙態(tài)組織。若鈦合金始終在TT溫度以上30～100 ℃發(fā)生塑性變形和破碎,其塑性變形屬于鈦合金的β鍛造(β forging),最終形成魏氏組織或者網(wǎng)籃組織。若鈦合金在TT溫度以上30～100 ℃開始發(fā)生塑性變形,最終在TT溫度以下完成變形和破碎,其塑性變形屬于鈦合金的亞β鍛造(Sub-β forging),最終形成等軸或雙態(tài)組織。若鈦合金在TT溫度以上5～10 ℃進行塑性變形,其變形過程與β鍛造完全一致,但β晶粒在β單相區(qū)的加熱溫度低且加熱時間短,最終將獲得細小的網(wǎng)籃組織,其塑性變形屬于鈦合金的準(zhǔn)β鍛造(Quasi-β forging)。

【參考文獻】：
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本文編號：3376570