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电子束功率对TC4合金刚性拘束热自压连接、接头组织和力学性能的影响

发布时间:2018-03-05 05:18

  本文选题:热自压连接 切入点:热应力-应变过程 出处:《金属学报》2015年09期  论文类型:期刊论文


【摘要】:以电子束为热源,采用不同的束流功率对TC4钛合金进行刚性拘束热自压连接,测试分析了连接接头界面焊合质量、组织和力学性能.同时,在实验基础上对刚性拘束热自压连接热应力应变过程进行有限元数值分析,实验研究和数值模拟相结合分析了束流功率对连接接头界面焊合质量以及组织和性能的影响规律.结果表明,束流功率增加,加热温度、高温区停留时间、高温区体积以及界面金属压缩塑性变形随之增加,促进界面两侧原子扩散,界面焊合质量提高.束流功率显著影响连接接头组织,小束流功率加热时能获得组织均匀的连接接头,大束流功率加热时,界面加热区产生针状a相,且a/a相界取向差主要位于59.85°附近,呈现出在同一b相晶粒内部产生的特点.连接接头的力学性能受界面焊合率和加热区组织共同影响,束流较小时,界面未焊合缺陷多,结合强度低;束流较大时,加热区发生显著组织转变,晶粒粗大,接头塑性差.束流功率为330 W时,接头组织均匀且界面焊合质量好,获得综合力学性能优异的连接接头.
[Abstract]:The bonding quality, microstructure and mechanical properties of the interface of TC4 titanium alloy were tested and analyzed by using electron beam as heat source and different beam power as heat source. On the basis of experiments, the finite element numerical analysis of the thermal stress-strain process of rigid confined thermal self-compression connection is carried out. The effects of beam power on the bonding quality, microstructure and properties of the joint interface are analyzed by combining the experimental study and numerical simulation. The results show that the beam power increases, the heating temperature and the residence time at high temperature range are increased. The volume of the high temperature region and the compression plastic deformation of the interface metal increased, which promoted the diffusion of atoms on both sides of the interface, improved the bonding quality, and the beam power significantly affected the microstructure of the joint. When heating with small beam power, the connection joint with uniform structure can be obtained. When heated with large beam power, the needle-like phase a is produced in the interface heating zone, and the orientation difference of a / a phase is mainly located near 59.85 掳. The mechanical properties of the joint are affected by the interfacial bonding ratio and the structure of the heating zone. When the beam current is small, there are many defects in the interface and the bonding strength is low. When the beam power is 330W, the structure of the joint is uniform and the quality of interface welding is good. The joints with excellent mechanical properties are obtained.
【作者单位】: 北京航空航天大学机械工程及自动化学院;北京航空制造工程研究所;
【基金】:国家自然科学基金资助项目50935008~~
【分类号】:TG407

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:1568901

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