深潜器用Ti80电子束焊接接头精细组织结构特征

发布时间：2019-09-06 12:43

【摘要】：进行了Ti80大厚板电子束焊接试验,实现了56 mmTi80无缺陷焊接.分析焊缝和热影响区精细组织,结果表明,焊缝上部为柱状晶粒,下部为柱状晶和等轴晶,晶粒内组织为马氏体α相和残余β相.焊缝由上至下高温停留时间逐渐减小、冷却速度逐渐加快,马氏体α相呈长大趋势.热影响区分为靠近焊缝区的Ⅰ区和靠近母材的Ⅱ区.热影响Ⅰ区组织为马氏体α相、初生α相和β相;Ⅱ区组织为初生α相、次生α相和转变β组织.Ⅰ区由于受热影响作用大,其组织更接近于焊缝;Ⅱ区组织则更接近于母材组织.
【图文】：

形貌,焊接接头,形貌,截面

第5期安飞鹏，等:深潜器用Ti80电子束焊接接头精细组织结构特征97图1焊接接头截面形貌Fig.1Microstructureofjoint2．2Ti80母材的显微组织Ti80母材组织显微组织如图2所示．组织为典型的等轴晶组织，在含量超过50%的初生α相基体上分布着一定数量的转变β组织．图2母材显微组织Fig.2Microstructureofbasemetal2．3焊缝精细组织焊缝区域微观组织如图3和图4所示，与母材相比，焊缝组织发生明显变化．焊缝上部组织为粗大的柱状晶，晶粒尺寸大于800μm，如图3所示．这些柱状晶沿着散热最快的方向，即垂直于焊缝的方向，以熔合区的母材为形核基底联生结晶、竞相生长．有的柱状晶一直生长至焊缝中心位置，有的柱状晶则在半途停止或转向生长．晶粒内部组织为细小的马氏体α相、残余β组织和少量的α相，原始β相晶界明显．细小的马氏体α相相互交错分布在β相内，形成网篮组织．焊缝下部金相如图4a，b所示．图4a为垂直于焊接方向观察到的金相，焊缝下部中心为等轴晶，晶粒尺寸约为300μm;熔化边界为柱状晶，晶粒尺寸约为600μm．通过进一步观察焊缝中心平行于焊缝方向的金相组织，可以确定焊缝中心为等轴晶，如图4b所示．晶粒内相组织为针状马氏体α相和转变β组织，原始β晶界相对模糊．马氏体数量明显增多、尺寸增大、分布均匀，少量残余β相弥散分布在马氏体周围．图3焊缝区上部金相组织Fig.3Microstructureoftopweldzone图4焊缝区下部显微组织Fig.4Microstructureofbottomweldzone焊缝上下部组织产生的差异是由电子束焊接的特点和Ti80厚板自身的特性共同决定的．厚板电子束焊接，随着焊接热源的移动，熔池下部最先凝固，，上部最后凝固．因此焊缝下部高温停留时间短、冷速快，焊缝中心线上熔池边界法向上的温度梯度GCL?

母材,显微组织

第5期安飞鹏，等:深潜器用Ti80电子束焊接接头精细组织结构特征97图1焊接接头截面形貌Fig.1Microstructureofjoint2．2Ti80母材的显微组织Ti80母材组织显微组织如图2所示．组织为典型的等轴晶组织，在含量超过50%的初生α相基体上分布着一定数量的转变β组织．图2母材显微组织Fig.2Microstructureofbasemetal2．3焊缝精细组织焊缝区域微观组织如图3和图4所示，与母材相比，焊缝组织发生明显变化．焊缝上部组织为粗大的柱状晶，晶粒尺寸大于800μm，如图3所示．这些柱状晶沿着散热最快的方向，即垂直于焊缝的方向，以熔合区的母材为形核基底联生结晶、竞相生长．有的柱状晶一直生长至焊缝中心位置，有的柱状晶则在半途停止或转向生长．晶粒内部组织为细小的马氏体α相、残余β组织和少量的α相，原始β相晶界明显．细小的马氏体α相相互交错分布在β相内，形成网篮组织．焊缝下部金相如图4a，b所示．图4a为垂直于焊接方向观察到的金相，焊缝下部中心为等轴晶，晶粒尺寸约为300μm;熔化边界为柱状晶，晶粒尺寸约为600μm．通过进一步观察焊缝中心平行于焊缝方向的金相组织，可以确定焊缝中心为等轴晶，如图4b所示．晶粒内相组织为针状马氏体α相和转变β组织，原始β晶界相对模糊．马氏体数量明显增多、尺寸增大、分布均匀，少量残余β相弥散分布在马氏体周围．图3焊缝区上部金相组织Fig.3Microstructureoftopweldzone图4焊缝区下部显微组织Fig.4Microstructureofbottomweldzone焊缝上下部组织产生的差异是由电子束焊接的特点和Ti80厚板自身的特性共同决定的．厚板电子束焊接，随着焊接热源的移动，熔池下部最先凝固，上部最后凝固．因此焊缝下部高温停留时间短、冷速快，焊缝中心线上熔池边界法向上的温度梯度GCL?
【作者单位】：中国船舶重工集团公司第七二五研究所;
【基金】：国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2013AA09109)
【分类号】：TG456.3

【相似文献】