(α+β)钛合金电子束焊接接头显微组织及力学性能研究
发布时间：2021-07-23 21:49
电子束焊接（EBW）技术是一种重要的钛合金连接手段,该技术对于促进钛合金的应用有重要的意义。本文以TC4钛合金和Ti62A钛合金为实验材料,对同材焊接接头的显微组织（包括母材、热影响区和熔合区）和力学性能进行了系统地研究,并分析了它们显微组织的演变规律和力学行为特点。对于上述两种电子束焊接接头,从母材到熔合区的初生α相的比例不断减少,而β转变组织和次生α相的比例不断增加。而在该变化过程中又有各种不同形式的α相结构在热影响区产生,如环带α相,枝晶α相,异常次生α相集束和“Ghost”结构。焊接热循环会导致相变和元素的再分配行为同时发生,元素的扩散行为会减弱α/β界面处的元素浓度梯度分布甚至会导致一些次生α相的元素分布异常。环带α相和初生α相的取向关系保持一致,其形成和α/β界面处变化较大的元素浓度梯度有关。枝晶α相可能是从初生α相粗化中残留下来的微小树突演化而来的。异常次生α相集束和“Ghost”结构都是经过β→αs的相变转化而来的。这两种结构中高的α稳定元素含量和低的β稳定元素含量可以促进其中次生α相的生长使其片层宽度较大。TC4钛合金焊接接头的纳米压痕实验表明“Ghost”结构和毗邻...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?（ａ）?ａ－Ｔｉ和（ｂ）?ｐ－Ｔｉ的晶胞结构｜Ｕ｜??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＨＣＰ?（ａ－Ｔｉ）?ａｎｄ?ＢＣＣ?（Ｐ￣Ｔｉ）?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｃｅｉｌ??
首先在ａ＋Ｐ两相区承受变形量足够大的热加工，随后经历高温热处理时会发生再??结晶作用，片层组织会发生球化现象从而得到等轴组织；根据ａ相的组织状态，??钛合金的组织主要分为等轴组织，网篮组织，双态组织和魏氏组织，如图１－４所??示［３８］。??麵．一……：．１??＇?．Ｉ??／?賴??图１－４?（ａ＋灼型钛合金典型的显微组织形貌??Ｆｉｇ．?１－４?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?（ａ＋Ｐ）?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ａｌｌｏｙｓ?（ａ）?Ｗｉｄｍａｎｓｔａｔｅｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?（ｂ）??Ｂａｓｋｅｔ－ｗａｖｅｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?（ｃ）?Ｂｉｍｏｄａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?（ｄ）?Ｅｑｕｉａｘｅｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??网篮组织：网篮组织为（３转变基体上分布着交错的网篮的片层状ａ组织，原??始Ｐ晶界己破碎，且与母相晶体学位向关系消失。获得该组织的方法为首先在Ｐ??相区加热变形，然后随着温度下降进入ａ＋Ｐ两相区，沿着Ｐ晶界会析出晶界ａ，??晶内片层ａ会承受变形从而形成断续ａ相勾勒的原始卩晶粒轮廓和交错分布的短??５??
中由扩散性相变和马氏体相变引起的钛的同素异形转变，它们都是从Ｐ相到ａ??相的相变过程，而且这两种相变过程的Ｐ相和转变形成的ａ相或者马氏体相之间??是满足伯格斯关系（Ｂｕｒｇｅｒｓ?ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ）的，如图１－５所不。??（１１０）ｐ／／（０００２）ｏ??ｔｌ－ｌｌ］ｐ／／［ｌｌ－２０］ａ??（１１０）?１?（０００１）??編??图１－５钛合金的ｐ相和《相之间的伯格斯取向关系１４３１??Ｆｉｇ．?１－５?Ｂｕｒｇｅｒｓ?ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｏｆ?ｐ?ｐｈａｓｅ?ａｎｄ?ａ?ｐｈａｓｅ??７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]三重热处理对TC21合金超塑性变形后组织的影响[J]. 朱深亮,董洪波,张贵华,刘诚,余新平. 稀有金属材料与工程. 2016(10)
[2]航空用钛合金研究进展[J]. 金和喜,魏克湘,李建明,周建宇,彭文静. 中国有色金属学报. 2015(02)
[3]TC4钛合金电子束焊接工艺技术研究[J]. 林波,虞文军,李飞,沈剑,唐振云. 航空制造技术. 2013(18)
[4]钛合金固态相变的归纳与讨论（Ⅵ）——阿尔法[J]. 辛社伟,赵永庆. 钛工业进展. 2013(04)
[5]钛及钛合金结构焊接技术研究进展[J]. 刘鹏飞. 金属加工(热加工). 2012(20)
[6]TC4钛合金薄板的搅拌摩擦焊研究[J]. 谢飞飞,柯黎明,黄春平,刘鸽平. 现代焊接. 2011(10)
[7]时效温度对Ti-6Al-2Mo-1.5Cr-2Sn-2Zr-1V-0.4Fe-0.15Si合金显微组织的影响[J]. 宋淼,马英杰,刘羽寅,雷家峰. 热加工工艺. 2010(24)
[8]冷却速率对Ti-5.8Al-3Mo-1Cr-2Sn-2Zr-1V-0.15Si合金组织及性能的影响[J]. 宋淼,马英杰,邬军,李玉兰,刘羽寅,雷家峰. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[9]TA15钛合金电子束焊接接头组织分析[J]. 姚罡,李晋炜,陆业航,李众城. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[10]β钛合金的强韧化机制分析[J]. 付艳艳,宋月清,惠松骁,米绪军,叶文君,于洋. 稀有金属. 2009(01)
本文编号：3300102
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?（ａ）?ａ－Ｔｉ和（ｂ）?ｐ－Ｔｉ的晶胞结构｜Ｕ｜??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＨＣＰ?（ａ－Ｔｉ）?ａｎｄ?ＢＣＣ?（Ｐ￣Ｔｉ）?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｃｅｉｌ??
首先在ａ＋Ｐ两相区承受变形量足够大的热加工，随后经历高温热处理时会发生再??结晶作用，片层组织会发生球化现象从而得到等轴组织；根据ａ相的组织状态，??钛合金的组织主要分为等轴组织，网篮组织，双态组织和魏氏组织，如图１－４所??示［３８］。??麵．一……：．１??＇?．Ｉ??／?賴??图１－４?（ａ＋灼型钛合金典型的显微组织形貌??Ｆｉｇ．?１－４?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?（ａ＋Ｐ）?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ａｌｌｏｙｓ?（ａ）?Ｗｉｄｍａｎｓｔａｔｅｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?（ｂ）??Ｂａｓｋｅｔ－ｗａｖｅｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?（ｃ）?Ｂｉｍｏｄａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?（ｄ）?Ｅｑｕｉａｘｅｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??网篮组织：网篮组织为（３转变基体上分布着交错的网篮的片层状ａ组织，原??始Ｐ晶界己破碎，且与母相晶体学位向关系消失。获得该组织的方法为首先在Ｐ??相区加热变形，然后随着温度下降进入ａ＋Ｐ两相区，沿着Ｐ晶界会析出晶界ａ，??晶内片层ａ会承受变形从而形成断续ａ相勾勒的原始卩晶粒轮廓和交错分布的短??５??
中由扩散性相变和马氏体相变引起的钛的同素异形转变，它们都是从Ｐ相到ａ??相的相变过程，而且这两种相变过程的Ｐ相和转变形成的ａ相或者马氏体相之间??是满足伯格斯关系（Ｂｕｒｇｅｒｓ?ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ）的，如图１－５所不。??（１１０）ｐ／／（０００２）ｏ??ｔｌ－ｌｌ］ｐ／／［ｌｌ－２０］ａ??（１１０）?１?（０００１）??編??图１－５钛合金的ｐ相和《相之间的伯格斯取向关系１４３１??Ｆｉｇ．?１－５?Ｂｕｒｇｅｒｓ?ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｏｆ?ｐ?ｐｈａｓｅ?ａｎｄ?ａ?ｐｈａｓｅ??７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]三重热处理对TC21合金超塑性变形后组织的影响[J]. 朱深亮,董洪波,张贵华,刘诚,余新平. 稀有金属材料与工程. 2016(10)
[2]航空用钛合金研究进展[J]. 金和喜,魏克湘,李建明,周建宇,彭文静. 中国有色金属学报. 2015(02)
[3]TC4钛合金电子束焊接工艺技术研究[J]. 林波,虞文军,李飞,沈剑,唐振云. 航空制造技术. 2013(18)
[4]钛合金固态相变的归纳与讨论（Ⅵ）——阿尔法[J]. 辛社伟,赵永庆. 钛工业进展. 2013(04)
[5]钛及钛合金结构焊接技术研究进展[J]. 刘鹏飞. 金属加工(热加工). 2012(20)
[6]TC4钛合金薄板的搅拌摩擦焊研究[J]. 谢飞飞,柯黎明,黄春平,刘鸽平. 现代焊接. 2011(10)
[7]时效温度对Ti-6Al-2Mo-1.5Cr-2Sn-2Zr-1V-0.4Fe-0.15Si合金显微组织的影响[J]. 宋淼,马英杰,刘羽寅,雷家峰. 热加工工艺. 2010(24)
[8]冷却速率对Ti-5.8Al-3Mo-1Cr-2Sn-2Zr-1V-0.15Si合金组织及性能的影响[J]. 宋淼,马英杰,邬军,李玉兰,刘羽寅,雷家峰. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[9]TA15钛合金电子束焊接接头组织分析[J]. 姚罡,李晋炜,陆业航,李众城. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[10]β钛合金的强韧化机制分析[J]. 付艳艳,宋月清,惠松骁,米绪军,叶文君,于洋. 稀有金属. 2009(01)
本文编号：3300102
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