高铌TiAl/Ti600合金电子束焊接头组织与性能
发布时间：2021-09-06 00:13
对高铌TiAl/Ti600合金进行了电子束焊接试验以便对高温钛合金与高铌TiAl合金高质焊接提供理论及试验依据,采用金相显微镜、扫描电子显微镜及X射线衍射仪等设备对焊接试样进行了分析.结果表明,高铌TiAl/Ti600接头极易产生裂纹缺陷.接头焊缝主要形成细针状α2-Ti3Al相及α-Ti相,而高铌TiAl侧热影响区呈现板条状及等轴组织形貌,Ti600侧热影响区为针状α’相.接头焊缝区硬度最大,达到586 HV,Ti600侧向高铌TiAl侧过渡过程中硬度逐渐增大,由焊缝到两侧热影响区硬度过渡梯度较大.高铌TiAl/Ti600电子束焊接头室温抗拉强度可达516 MPa,且接头断裂于偏高铌TiAl侧焊缝区,断裂性质为典型的脆性解理断裂,呈现穿晶断裂特征.
【文章来源】：焊接学报. 2017,38(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
电子束焊接头宏观形貌
第6期王厚勤，等:高铌TiAl/Ti600合金电子束焊接头组织与性能97图1母材微观组织形貌Fig.1Microstructureofbasemetal2试验结果及分析2．1焊接接头显微组织图2为电子束焊接头上表面宏观形貌．由图2可知，焊缝上表面熔宽均匀，无咬边、飞溅等缺陷，但焊缝略微塌陷，接头存在宏观横向裂纹，裂纹起源于焊缝部位，垂直延伸至热影响区和母材．图2电子束焊接头宏观形貌Fig.2MacroscopicofEBWedjoint图3为电子束焊接头截面宏观形貌．经电子束焊后，焊缝区颜色较浅，柱状晶形貌不显著．TiAl侧熔合线外近缝区为浅色的耐腐蚀区，由两侧熔合线可知，Ti600侧金属熔化量较大，形成不对称接头．图3电子束焊接头截面形貌Fig.3Cross-sectionmorphologyofEBWedjoint图4为接头焊缝区的显微组织形貌．由图4可见，焊缝组织为细小针状组织，经EDS(表1)分析可知，A区针状组织主要为(α+α2)相，这是由于焊缝区冷却速度极快，由β晶界析出的α相发生马氏体转变形成细小针状组织，另有部分针状α相有序化为α2-Ti3Al相．B区组织Ti及Al元素比例大于3∶1，则可推测为α2与α混和相，以α相为主．C区由于Nb元素含量较高，则可认为是高温β/B2相．图4接头焊缝区微观组织形貌Fig.4Microstructureoffusionzone表1焊缝区能谱结果(原子分数，%)Table1EDSresultsoffusionzone区域元素可能相TiAlSnNbZrSiA77．317．70．91．91．60．6α2-Ti3Al+α-TiB78．616．61．71．61．00．6α2-Ti3Al+α-TiC77．018．01．33．700β/B2图5为接头焊缝区X射线衍射(XＲD)及电子束背散射衍射(EBSD)分析．由图5可知，接头焊缝区相成分主要为α2-Ti3Al，α-Ti相，含量约为38．55%，39．65%．此外在EBSD中还检测到少量
第6期王厚勤，等:高铌TiAl/Ti600合金电子束焊接头组织与性能97图1母材微观组织形貌Fig.1Microstructureofbasemetal2试验结果及分析2．1焊接接头显微组织图2为电子束焊接头上表面宏观形貌．由图2可知，焊缝上表面熔宽均匀，无咬边、飞溅等缺陷，但焊缝略微塌陷，接头存在宏观横向裂纹，裂纹起源于焊缝部位，垂直延伸至热影响区和母材．图2电子束焊接头宏观形貌Fig.2MacroscopicofEBWedjoint图3为电子束焊接头截面宏观形貌．经电子束焊后，焊缝区颜色较浅，柱状晶形貌不显著．TiAl侧熔合线外近缝区为浅色的耐腐蚀区，由两侧熔合线可知，Ti600侧金属熔化量较大，形成不对称接头．图3电子束焊接头截面形貌Fig.3Cross-sectionmorphologyofEBWedjoint图4为接头焊缝区的显微组织形貌．由图4可见，焊缝组织为细小针状组织，经EDS(表1)分析可知，A区针状组织主要为(α+α2)相，这是由于焊缝区冷却速度极快，由β晶界析出的α相发生马氏体转变形成细小针状组织，另有部分针状α相有序化为α2-Ti3Al相．B区组织Ti及Al元素比例大于3∶1，则可推测为α2与α混和相，以α相为主．C区由于Nb元素含量较高，则可认为是高温β/B2相．图4接头焊缝区微观组织形貌Fig.4Microstructureoffusionzone表1焊缝区能谱结果(原子分数，%)Table1EDSresultsoffusionzone区域元素可能相TiAlSnNbZrSiA77．317．70．91．91．60．6α2-Ti3Al+α-TiB78．616．61．71．61．00．6α2-Ti3Al+α-TiC77．018．01．33．700β/B2图5为接头焊缝区X射线衍射(XＲD)及电子束背散射衍射(EBSD)分析．由图5可知，接头焊缝区相成分主要为α2-Ti3Al，α-Ti相，含量约为38．55%，39．65%．此外在EBSD中还检测到少量
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti-43Al-9V-0.3Y/TC4异种材料电子束焊接（EBW）[J]. 张秉刚,陈国庆,何景山,冯吉才. 焊接学报. 2007(04)
[2]电子束焊接TiAl基合金接头组织结构及其裂纹产生的敏感性[J]. 吴会强,冯吉才,何景山,周利. 材料工程. 2005(04)
[3]航空发动机减重技术研究[J]. 姜旭峰,彭著良,费逸伟. 航空维修与工程. 2005(01)
[4]TiAl金属间化合物及其连接技术的研究进展[J]. 何鹏,冯吉才,韩杰才,钱乙余. 焊接学报. 2002(05)
博士论文
[1]TiAl金属间化合物电子束焊接接头组织及防裂纹工艺研究[D]. 陈国庆.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3386343
【文章来源】：焊接学报. 2017,38(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
电子束焊接头宏观形貌
第6期王厚勤，等:高铌TiAl/Ti600合金电子束焊接头组织与性能97图1母材微观组织形貌Fig.1Microstructureofbasemetal2试验结果及分析2．1焊接接头显微组织图2为电子束焊接头上表面宏观形貌．由图2可知，焊缝上表面熔宽均匀，无咬边、飞溅等缺陷，但焊缝略微塌陷，接头存在宏观横向裂纹，裂纹起源于焊缝部位，垂直延伸至热影响区和母材．图2电子束焊接头宏观形貌Fig.2MacroscopicofEBWedjoint图3为电子束焊接头截面宏观形貌．经电子束焊后，焊缝区颜色较浅，柱状晶形貌不显著．TiAl侧熔合线外近缝区为浅色的耐腐蚀区，由两侧熔合线可知，Ti600侧金属熔化量较大，形成不对称接头．图3电子束焊接头截面形貌Fig.3Cross-sectionmorphologyofEBWedjoint图4为接头焊缝区的显微组织形貌．由图4可见，焊缝组织为细小针状组织，经EDS(表1)分析可知，A区针状组织主要为(α+α2)相，这是由于焊缝区冷却速度极快，由β晶界析出的α相发生马氏体转变形成细小针状组织，另有部分针状α相有序化为α2-Ti3Al相．B区组织Ti及Al元素比例大于3∶1，则可推测为α2与α混和相，以α相为主．C区由于Nb元素含量较高，则可认为是高温β/B2相．图4接头焊缝区微观组织形貌Fig.4Microstructureoffusionzone表1焊缝区能谱结果(原子分数，%)Table1EDSresultsoffusionzone区域元素可能相TiAlSnNbZrSiA77．317．70．91．91．60．6α2-Ti3Al+α-TiB78．616．61．71．61．00．6α2-Ti3Al+α-TiC77．018．01．33．700β/B2图5为接头焊缝区X射线衍射(XＲD)及电子束背散射衍射(EBSD)分析．由图5可知，接头焊缝区相成分主要为α2-Ti3Al，α-Ti相，含量约为38．55%，39．65%．此外在EBSD中还检测到少量
第6期王厚勤，等:高铌TiAl/Ti600合金电子束焊接头组织与性能97图1母材微观组织形貌Fig.1Microstructureofbasemetal2试验结果及分析2．1焊接接头显微组织图2为电子束焊接头上表面宏观形貌．由图2可知，焊缝上表面熔宽均匀，无咬边、飞溅等缺陷，但焊缝略微塌陷，接头存在宏观横向裂纹，裂纹起源于焊缝部位，垂直延伸至热影响区和母材．图2电子束焊接头宏观形貌Fig.2MacroscopicofEBWedjoint图3为电子束焊接头截面宏观形貌．经电子束焊后，焊缝区颜色较浅，柱状晶形貌不显著．TiAl侧熔合线外近缝区为浅色的耐腐蚀区，由两侧熔合线可知，Ti600侧金属熔化量较大，形成不对称接头．图3电子束焊接头截面形貌Fig.3Cross-sectionmorphologyofEBWedjoint图4为接头焊缝区的显微组织形貌．由图4可见，焊缝组织为细小针状组织，经EDS(表1)分析可知，A区针状组织主要为(α+α2)相，这是由于焊缝区冷却速度极快，由β晶界析出的α相发生马氏体转变形成细小针状组织，另有部分针状α相有序化为α2-Ti3Al相．B区组织Ti及Al元素比例大于3∶1，则可推测为α2与α混和相，以α相为主．C区由于Nb元素含量较高，则可认为是高温β/B2相．图4接头焊缝区微观组织形貌Fig.4Microstructureoffusionzone表1焊缝区能谱结果(原子分数，%)Table1EDSresultsoffusionzone区域元素可能相TiAlSnNbZrSiA77．317．70．91．91．60．6α2-Ti3Al+α-TiB78．616．61．71．61．00．6α2-Ti3Al+α-TiC77．018．01．33．700β/B2图5为接头焊缝区X射线衍射(XＲD)及电子束背散射衍射(EBSD)分析．由图5可知，接头焊缝区相成分主要为α2-Ti3Al，α-Ti相，含量约为38．55%，39．65%．此外在EBSD中还检测到少量
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti-43Al-9V-0.3Y/TC4异种材料电子束焊接（EBW）[J]. 张秉刚,陈国庆,何景山,冯吉才. 焊接学报. 2007(04)
[2]电子束焊接TiAl基合金接头组织结构及其裂纹产生的敏感性[J]. 吴会强,冯吉才,何景山,周利. 材料工程. 2005(04)
[3]航空发动机减重技术研究[J]. 姜旭峰,彭著良,费逸伟. 航空维修与工程. 2005(01)
[4]TiAl金属间化合物及其连接技术的研究进展[J]. 何鹏,冯吉才,韩杰才,钱乙余. 焊接学报. 2002(05)
博士论文
[1]TiAl金属间化合物电子束焊接接头组织及防裂纹工艺研究[D]. 陈国庆.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3386343
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