TiNi合金/TC4钛合金电子束焊接接头裂纹敏感性及其控制
发布时间：2021-11-25 10:41
TiNi合金与TC4钛合金异种金属的复合构件可发挥出各自材料的使用性能,但TiNi合金与TC4钛合金的焊接性能较差,限制了其复合构件的应用。本文采用真空电子束焊接方法对3 mm厚的Ti Ni合金与TC4钛合金进行焊接。通过压板对接裂纹试验研究接头裂纹敏感性,采用OM、RXD、SEM、EDS等方法对接头组织形貌、物相组成、元素分布等进行了分析,研究了裂纹形成机理。通过采取“添加Nb作为填充金属”,“添加Nb+预热+偏束”,“添加Nb+扫描电子束偏束”等焊接方式抑制了焊接裂纹的形成并获得了力学性能优良的焊接接头。研究结果表明:TiNi合金与TC4钛合金异种材料直接焊接时接头脆性很大,使接头焊后开裂,接头熔合区平均硬度达570-610 HV。改变焊接速度、焊接电流等工艺参数均不能避免裂纹的形成,增大电子束流的搅动对接头脆性起到一定的缓解作用。焊接裂纹主要有分布在熔合线上的横向冷裂纹与熔合区形成的结晶裂纹,裂纹形成的根本原因是由于焊缝存在较多生成焓较小的Ti2Ni脆性金属间化合物,熔合线处的金属流动性差促进Ti2Ni脆性相层的形成从而促使接头开裂,熔...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TiNi合金的两种结构：(a)奥氏体B2晶体结构；(b)马氏体B19′单斜晶体结构
图 1-2 飞机发动机的降噪结构iNi 合金与 TC4 制成的高尔夫球杆，杆身采用 TC4 钛合度高，耐腐蚀的性能成为杆身优选材料，中间的杆头于形状记忆合金具有超弹性，将球打出过程中能减少使球被打得更远，更精准，其在运动器材上有着广阔的应图 1-3 TiNi 合金/TC4 高尔夫球杆结构及 TC4 焊接的国内外研究现状TiNiTC4
大学硕士论文 第 图 1-2 飞机发动机的降噪结构 1-3 是 TiNi 合金与 TC4 制成的高尔夫球杆，杆身采用 TC4 钛合金制量轻，强度高，耐腐蚀的性能成为杆身优选材料，中间的杆头部分i 合金，由于形状记忆合金具有超弹性，将球打出过程中能减少能量械效率，使球被打得更远，更精准，其在运动器材上有着广阔的应用前
【参考文献】：
期刊论文
[1]NiTiNb/TC4异种材料激光微焊接头裂纹研究[J]. 陈玉华,李树寒,陆巍巍. 航空科学技术. 2017(04)
[2]Al/Ti异种金属TIG熔钎焊接头的显微组织及力学性能[J]. 王勇,王敬. 金属热处理. 2017(02)
[3]工艺参数对Ti/Zn/Al异种金属搅拌摩擦焊接头力学性能的影响[J]. 张鑫,陈玉华,王善林. 稀有金属材料与工程. 2017(01)
[4]Al/Ti异种金属TIG熔钎焊接头界面行为及断裂行为[J]. 王敬,王勇. 热加工工艺. 2016(21)
[5]难熔金属及其合金的电子束焊接现状[J]. 陈东亮,杜乐一,王英,石磊,程朝丰. 兵器材料科学与工程. 2016(06)
[6]中间层材料对Ti/Al搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响[J]. 张鑫,陈玉华,王善林. 稀有金属材料与工程. 2016(05)
[7]Tungsten Inert Gas Welding–Brazing of AZ31B Magnesium Alloy to TC4 Titanium Alloy[J]. Chuan Xu,Guangmin Sheng,Hui Wang,Ke Feng,Xinjian Yuan. Journal of Materials Science & Technology. 2016(02)
[8]Ti/Al异种金属焊接研究进展[J]. 吴宪吉,田娟娟,张科,操齐高. 焊接技术. 2015(10)
[9]TiNi记忆合金激光焊接缺陷分析[J]. 欧阳捷,陈俐,苗玮. 航空制造技术. 2015(15)
[10]超薄NiTiNb记忆合金激光焊焊缝成形及热影响区的组织和性能[J]. 陆巍巍,陈玉华,黄永德,付强,封小松. 中国有色金属学报. 2015(01)
硕士论文
[1]厚板不锈钢电子束焊接接头断裂力学性能研究[D]. 陈倩倩.上海工程技术大学 2016
[2]NiTiNb/TC4激光微焊接裂纹形成机理与控制方法研究[D]. 陆巍巍.南昌航空大学 2015
[3]快速凝固Ni-Ti形状记忆合金的全程记忆效应[D]. 李海江.广东工业大学 2005
本文编号：3517975
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TiNi合金的两种结构：(a)奥氏体B2晶体结构；(b)马氏体B19′单斜晶体结构
图 1-2 飞机发动机的降噪结构iNi 合金与 TC4 制成的高尔夫球杆，杆身采用 TC4 钛合度高，耐腐蚀的性能成为杆身优选材料，中间的杆头于形状记忆合金具有超弹性，将球打出过程中能减少使球被打得更远，更精准，其在运动器材上有着广阔的应图 1-3 TiNi 合金/TC4 高尔夫球杆结构及 TC4 焊接的国内外研究现状TiNiTC4
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【参考文献】：
期刊论文
[1]NiTiNb/TC4异种材料激光微焊接头裂纹研究[J]. 陈玉华,李树寒,陆巍巍. 航空科学技术. 2017(04)
[2]Al/Ti异种金属TIG熔钎焊接头的显微组织及力学性能[J]. 王勇,王敬. 金属热处理. 2017(02)
[3]工艺参数对Ti/Zn/Al异种金属搅拌摩擦焊接头力学性能的影响[J]. 张鑫,陈玉华,王善林. 稀有金属材料与工程. 2017(01)
[4]Al/Ti异种金属TIG熔钎焊接头界面行为及断裂行为[J]. 王敬,王勇. 热加工工艺. 2016(21)
[5]难熔金属及其合金的电子束焊接现状[J]. 陈东亮,杜乐一,王英,石磊,程朝丰. 兵器材料科学与工程. 2016(06)
[6]中间层材料对Ti/Al搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响[J]. 张鑫,陈玉华,王善林. 稀有金属材料与工程. 2016(05)
[7]Tungsten Inert Gas Welding–Brazing of AZ31B Magnesium Alloy to TC4 Titanium Alloy[J]. Chuan Xu,Guangmin Sheng,Hui Wang,Ke Feng,Xinjian Yuan. Journal of Materials Science & Technology. 2016(02)
[8]Ti/Al异种金属焊接研究进展[J]. 吴宪吉,田娟娟,张科,操齐高. 焊接技术. 2015(10)
[9]TiNi记忆合金激光焊接缺陷分析[J]. 欧阳捷,陈俐,苗玮. 航空制造技术. 2015(15)
[10]超薄NiTiNb记忆合金激光焊焊缝成形及热影响区的组织和性能[J]. 陆巍巍,陈玉华,黄永德,付强,封小松. 中国有色金属学报. 2015(01)
硕士论文
[1]厚板不锈钢电子束焊接接头断裂力学性能研究[D]. 陈倩倩.上海工程技术大学 2016
[2]NiTiNb/TC4激光微焊接裂纹形成机理与控制方法研究[D]. 陆巍巍.南昌航空大学 2015
[3]快速凝固Ni-Ti形状记忆合金的全程记忆效应[D]. 李海江.广东工业大学 2005
本文编号：3517975
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