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热处理对同质异态TC17钛合金线性摩擦焊接头的影响 被引量:2
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作者 常川川 李菊 +3 位作者 李晓红 金俊龙 张传臣 季亚娟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期181-185,共5页
对TC17(α+β)和TC17(β)钛合金进行线性摩擦焊及焊后热处理试验,运用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察接头各区域的微观组织变化,采用轮廓法测试接头残余应力分布情况,分析了热处理对接头的微观组织、残余应力及力学性能的影响。结... 对TC17(α+β)和TC17(β)钛合金进行线性摩擦焊及焊后热处理试验,运用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察接头各区域的微观组织变化,采用轮廓法测试接头残余应力分布情况,分析了热处理对接头的微观组织、残余应力及力学性能的影响。结果表明:焊接过程中焊缝区发生了相变及动态再晶界过程,形成亚稳定β相;两侧热力影响区初生α相严重变形,针状α相完全溶解。经过热处理,亚稳定β相分解为稳定的α+β相,板条状α相在晶界析出,针状α相在晶粒内部析出,变形α相发生不同程度的分解。轮廓法测试结果表明,接头沿振动方向的应力呈双峰分布,接头热力影响区处拉应力峰值达到最大约360 MPa,焊缝中心拉应力值约140 MPa,经过热处理,接头沿振动方向拉应力值降低至50 MPa以下。经过热处理后接头微观组织更加均匀,并且接头残余应力得到消除,接头拉伸及疲劳性能得到明显改善。 展开更多
关键词 TC17钛合金 线性摩擦 残余应力 后热处理 力学性能
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TC17钛合金线性摩擦焊接头内部残余应力测试分析 被引量:1
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作者 李菊 刘川 +1 位作者 常川川 季亚娟 《热加工工艺》 北大核心 2024年第9期34-38,44,共6页
为掌握TC17钛合金线性摩擦焊接头内部残余应力分布规律,采用轮廓法对TC17(α+β)/TC17(β)线性摩擦焊接头进行了残余应力测试,分析了接头内部沿振动方向(试样宽度方向,x向)应力以及沿顶锻方向(试样长度方向,y向)应力的分布规律。结果表... 为掌握TC17钛合金线性摩擦焊接头内部残余应力分布规律,采用轮廓法对TC17(α+β)/TC17(β)线性摩擦焊接头进行了残余应力测试,分析了接头内部沿振动方向(试样宽度方向,x向)应力以及沿顶锻方向(试样长度方向,y向)应力的分布规律。结果表明:x向应力在焊缝区域为拉应力,沿顶锻方向呈双峰分布,即焊缝两侧区域的应力高于焊缝中心,拉应力峰值位于距离焊缝中心2~3 mm位置处,约360 MPa,拉应力区域宽度达到30 mm。在焊缝中心截面上,y向应力在整个厚度上为拉应力,且上、下表层应力小于厚度中心位置;距试样宽度中心两侧27 mm区域的应力为拉应力,边缘区域的为压应力。 展开更多
关键词 TC17钛合金 线性摩擦 残余应力 轮廓法
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TC4钛合金线性摩擦焊接头组织和力学性能 被引量:40
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作者 张田仓 李晶 +1 位作者 季亚娟 孙成彬 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期53-56,共4页
文中阐述了线性摩擦焊的原理、特点,并针对TC4钛合金线性摩擦焊接头组织和力学性能进行了研究.对比分析TC4钛合金线性摩擦焊接头焊态和焊后热处理态的接头组织和力学性能.结果表明,焊接接头共分为母材、热力影响区和焊缝区三部分;TC4钛... 文中阐述了线性摩擦焊的原理、特点,并针对TC4钛合金线性摩擦焊接头组织和力学性能进行了研究.对比分析TC4钛合金线性摩擦焊接头焊态和焊后热处理态的接头组织和力学性能.结果表明,焊接接头共分为母材、热力影响区和焊缝区三部分;TC4钛合金的接头(包括焊态和焊后热处理态)抗拉强度和屈服强度均达到母材的90%以上;焊缝中心的硬度值最高,焊后热处理能使接头的硬度分布更加均匀. 展开更多
关键词 线性摩擦 钛合金 组织 性能
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TC4/TC17线性摩擦焊接头组织及力学性能 被引量:24
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作者 季亚娟 刘燕冰 +1 位作者 张田仓 张传臣 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期109-112,118,共4页
针对航空发动机整体叶盘常用的TC4和TC17钛合金开展线性摩擦焊研究,对接头的组织进行了金相和电镜观察,并测量了焊接过程的温度.结果表明,接头分为母材、热力影响区和焊合区三部分,其热力影响区组织只发生了α相和β相沿受力方向的重新... 针对航空发动机整体叶盘常用的TC4和TC17钛合金开展线性摩擦焊研究,对接头的组织进行了金相和电镜观察,并测量了焊接过程的温度.结果表明,接头分为母材、热力影响区和焊合区三部分,其热力影响区组织只发生了α相和β相沿受力方向的重新排列,焊合区发生了再结晶.温度测量表明,焊接过程的最高温度可达到1 270℃,超过了钛合金的β转变温度.拉伸测试表明,在室温和200℃进行拉伸测试时,接头的抗拉强度与TC4母材等强,而在400℃进行测试时,接头抗拉强度能达到TC4母材的95%. 展开更多
关键词 线性摩擦 钛合金 组织 温度
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线性摩擦焊在整体叶盘制造中的应用 被引量:49
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作者 张田仓 韦依 +2 位作者 周梦慰 王萍 侣好学 《航空制造技术》 北大核心 2004年第11期56-58,共3页
线性摩擦焊已用于航空发动机整体叶盘制造或大修中缺陷的修复
关键词 摩擦 制造 整体叶盘 缺陷 线性 航空发动机
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TC4+TC17线性摩擦焊接头的微观组织与力学性能 被引量:17
6
作者 马铁军 史栋刚 +1 位作者 张勇 杨思乾 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期33-37,共5页
进行了TC4+TC17异种钛合金试件的线性摩擦焊实验,利用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜分析了焊接接头的微观组织,并进行了焊后接头的力学性能测试。着重分析了焊接接头的焊缝、近缝区及变形区的组织特点及相变规律,并结合线性摩擦焊的... 进行了TC4+TC17异种钛合金试件的线性摩擦焊实验,利用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜分析了焊接接头的微观组织,并进行了焊后接头的力学性能测试。着重分析了焊接接头的焊缝、近缝区及变形区的组织特点及相变规律,并结合线性摩擦焊的工艺特点,初步分析了形变组织的形成机理。实验结果表明,利用合理的焊接工艺参数,用线性摩擦焊方法可获得可靠的TC4+TC17钛合金焊接接头,接头的拉伸性能优于TC4母材。TC4与TC17接头的焊缝区为等轴细晶组织,两侧近缝区、变形区的组织形貌差异较大。 展开更多
关键词 异种钛合金 线性摩擦 组织 性能
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线性摩擦焊接头形成过程及机理 被引量:12
7
作者 张传臣 张田仓 +1 位作者 季亚娟 黄继华 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期39-43,共5页
分析了异质钛合金线性摩擦焊接头焊合线近域组织结构,结合飞边形貌及组织特点,探讨了线性摩擦焊接头的形成机理。结果表明,在线性摩擦焊接过程中摩擦界面温度超过钛合金基体材料相变点,焊后摩擦界面两侧均有高温塑性层残留并发生再结晶... 分析了异质钛合金线性摩擦焊接头焊合线近域组织结构,结合飞边形貌及组织特点,探讨了线性摩擦焊接头的形成机理。结果表明,在线性摩擦焊接过程中摩擦界面温度超过钛合金基体材料相变点,焊后摩擦界面两侧均有高温塑性层残留并发生再结晶,焊缝区为完全再结晶组织,TC11侧焊缝区为细小针状组织,TC17侧焊缝区为亚稳态β组织。异质钛合金线性摩擦接头形成机理研究表明,在线性摩擦焊接过程中以及焊后摩擦界面始终存在,界面两侧的高温黏塑性金属没有发生机械混合,界面两侧原子发生了扩散迁移现象,在接头结合界面处形成扩散过渡区。摩擦焊通过扩散与再结晶的共同作用形成焊接接头。 展开更多
关键词 线性摩擦 界面 形成机理 扩散
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TC4线性摩擦焊接头的力学性能及组织变化特点 被引量:28
8
作者 马铁军 杨思乾 +1 位作者 张勇 李文亚 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期17-20,共4页
用自制的XMH—160型线性摩擦焊机进行了TC4线性摩擦焊试验研究。利用前期试验优化的工艺参数进行焊接,获得了100%焊合率的焊接接头。对焊后试件进行了拉伸性能试验,拉伸试件均断在远离焊缝的母材区,表明接头的力学性能指标超过了母材。... 用自制的XMH—160型线性摩擦焊机进行了TC4线性摩擦焊试验研究。利用前期试验优化的工艺参数进行焊接,获得了100%焊合率的焊接接头。对焊后试件进行了拉伸性能试验,拉伸试件均断在远离焊缝的母材区,表明接头的力学性能指标超过了母材。对接头解剖后进行了组织分析和显微硬度测试,发现焊缝中部宽约60μm,边缘宽约110μm,焊缝两边的金属流线组织呈对称分布;焊缝中心区为α+β超细晶组织,近缝区为不同程度的α+β变形组织,但晶粒未明显长大;焊缝的显微硬度明显高于母材。接头组织的上述变化特点是拉伸力学性能和显微硬度均高于母材的主要原因。 展开更多
关键词 TC4钛合金 线性摩擦 力学性能 组织 显微硬度
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振幅对线性摩擦焊接头组织和元素分布的影响 被引量:9
9
作者 季亚娟 刘燕冰 +1 位作者 张田仓 张传臣 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期101-104,118,共4页
针对航空发动机整体叶盘常用的TC11和TC17钛合金,在线性摩擦焊设备上进行了试件焊接,对TC11/TC17钛合金线性摩擦焊接头进行了金相组织观察和电子探针测试,并测量了焊接过程的温度.结果表明,当其它工艺参数不变时,TC17侧焊合区的宽度随... 针对航空发动机整体叶盘常用的TC11和TC17钛合金,在线性摩擦焊设备上进行了试件焊接,对TC11/TC17钛合金线性摩擦焊接头进行了金相组织观察和电子探针测试,并测量了焊接过程的温度.结果表明,当其它工艺参数不变时,TC17侧焊合区的宽度随着振幅的减小而变宽,两侧热力影响区的组织沿着受力方向被拉长,而焊核区的组织为动态再结晶组织.Cr元素的浓度变化距离随着振幅的增加而增大.焊接过程的温度可达到1 200℃,超过了钛合金的β转变温度. 展开更多
关键词 线性摩擦 钛合金 组织 温度
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钛合金线性摩擦焊研究现状及展望 被引量:11
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作者 苏宇 李文亚 +3 位作者 王新宇 马铁军 杨夏炜 Vairis A 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期852-859,共8页
线性摩擦焊(LFW)是20世纪80年代出现的一种新型固相焊接方法,主要用来焊接非圆截面的同种及异种金属构件。目前,国外已将LFW成功应用于航空发动机钛合金整体叶盘的制造;国内尽管已经实现了整体叶盘模拟件的焊接,但基础理论研究仍然严重... 线性摩擦焊(LFW)是20世纪80年代出现的一种新型固相焊接方法,主要用来焊接非圆截面的同种及异种金属构件。目前,国外已将LFW成功应用于航空发动机钛合金整体叶盘的制造;国内尽管已经实现了整体叶盘模拟件的焊接,但基础理论研究仍然严重不足。根据公开报道,国内外对同种及异种钛合金的LFW工艺、接头组织结构及力学性能等方面开展了大量研究,揭示了典型钛合金LFW接头的组织与性能的相关特征。从界面微观结构、力学性能、LFW工艺参数、数值模拟等几个方面对近期钛合金LFW的研究成果进行了综述分析,提出了目前研究存在的不足,并总结了钛合金LFW的应用现状与发展前景。 展开更多
关键词 线性摩擦 钛合金 微观结构 力学性能 发展前景
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Ti-22Al-25Nb与TC11异种钛合金的线性摩擦焊接 被引量:13
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作者 谭立军 姚泽坤 +3 位作者 周伟 郭鸿镇 杨思乾 张建伟 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期135-138,共4页
通过Ti-22Al-25Nb(Ti2AlNb基合金)与TC11((α+β)钛合金)的线性摩擦焊接,研究焊接工艺参数对接头外貌及界面结合率的影响,观察接头附近显微组织,并测试了其显微硬度。结果表明,随着焊接工艺参数,如摩擦时间、摩擦频率和摩擦压力的提高,... 通过Ti-22Al-25Nb(Ti2AlNb基合金)与TC11((α+β)钛合金)的线性摩擦焊接,研究焊接工艺参数对接头外貌及界面结合率的影响,观察接头附近显微组织,并测试了其显微硬度。结果表明,随着焊接工艺参数,如摩擦时间、摩擦频率和摩擦压力的提高,接头的结合率显著提高;在焊接和随后的冷却过程中,TC11合金侧的热影响区域发生了α→β→α′相变,形成的大量针状马氏体α′相使焊缝区的显微硬度值显著增大;Ti-22Al-25Nb合金侧的热影响区域主要发生了(O,α2)→B2/β相变,随着O相和α2相的减少,该区域金属的显微硬度值显著降低。在合适的工艺条件下,线性摩擦焊接Ti-22Al-25Nb合金与TC11合金能够形成质量完好的焊接接头。 展开更多
关键词 线性摩擦 TI-22AL-25NB合金 显微硬度 高温屈服强度
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线性摩擦焊及其研究应用现状 被引量:13
12
作者 朱瑞峰 白钢 +1 位作者 苏利龙 何宇航 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2009年第9期100-103,共4页
线性摩擦焊(LFW)作为一种相对较新的固相连接技术,具有一系列独特的优点。它可以焊接通常用熔焊方法难以焊接的铝合金、钛合金等,尤其是在非轴对称焊件的摩擦焊中拥有巨大潜力。本文主要介绍了线性摩擦焊的工艺过程、接头组织、力学性... 线性摩擦焊(LFW)作为一种相对较新的固相连接技术,具有一系列独特的优点。它可以焊接通常用熔焊方法难以焊接的铝合金、钛合金等,尤其是在非轴对称焊件的摩擦焊中拥有巨大潜力。本文主要介绍了线性摩擦焊的工艺过程、接头组织、力学性能以及各种影响因素,最后综述了线性摩擦焊在国内外的研究应用现状。 展开更多
关键词 线性摩擦 接头组织 力学性能 研究应用
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TC11钛合金线性摩擦焊界面微观组织演变 被引量:7
13
作者 郎波 张田仓 +1 位作者 陶军 孙成彬 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期39-43,共5页
为了探明TC11钛合金线性摩擦焊过程中界面金属微观组织演变规律,采用光学显微镜和扫描电镜来研究飞边与接头的微观组织。结果表明,线性摩擦焊界面演变过程可依次分为摩擦磨损、黏着剪切、界面金属形成金属键连接并发生大变形、动态再结... 为了探明TC11钛合金线性摩擦焊过程中界面金属微观组织演变规律,采用光学显微镜和扫描电镜来研究飞边与接头的微观组织。结果表明,线性摩擦焊界面演变过程可依次分为摩擦磨损、黏着剪切、界面金属形成金属键连接并发生大变形、动态再结晶四个阶段。当摩擦时间足够长时,整个摩擦界面温度趋于均匀,在界面上将形成一层厚度均匀的塑性金属层,α相完全转变为β相,并且初生β相晶粒将发生动态再结晶过程。随着摩擦时间的延长,界面温度升高,初生β相动态再结晶晶粒尺寸增大。 展开更多
关键词 钛合金 线性摩擦 微观组织
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异质钛合金线性摩擦焊接头界面行为分析 被引量:7
14
作者 张传臣 黄继华 +1 位作者 张田仓 季亚娟 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期80-84,共5页
在线性摩擦焊机上进行了TC4/TC17异质钛合金线性摩擦焊实验研究。焊后利用光学显微镜、扫描电镜以及透射电镜等对焊接接头界面微观组织进行了分析。结果表明,线性摩擦焊接头界面结合良好,通过对接头焊缝界面及热机械影响区组织特点的分... 在线性摩擦焊机上进行了TC4/TC17异质钛合金线性摩擦焊实验研究。焊后利用光学显微镜、扫描电镜以及透射电镜等对焊接接头界面微观组织进行了分析。结果表明,线性摩擦焊接头界面结合良好,通过对接头焊缝界面及热机械影响区组织特点的分析发现,在摩擦焊接过程中焊缝区在热力耦合作用下界面温度超过β相变温度,在焊后冷却过程中发生相变再结晶,产生细小的针状组织.焊缝界面的组织过渡区发生明显的再结晶,部分组织产生等轴化甚至球化现象。在再结晶边缘区域位错密度较高,界面组织过渡区没有发现大量位错存在。 展开更多
关键词 线性摩擦 钛合金 显微组织 再结晶
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TC4合金线性摩擦焊摩擦时间与变形量的关系 被引量:6
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作者 马铁军 张勇 +1 位作者 杨思乾 谢红霞 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2007年第7期10-11,共2页
用自制的XMH-160型线性摩擦焊机,试验研究了TC4钛合金线性摩擦焊的摩擦时间对摩擦变形量的影响,结果表明,其变形量随摩擦时间的增加近似呈指数关系增大。分析了出现非线性摩擦变形量的原因,以及线性摩擦焊飞边形貌的一些基本特点。
关键词 钛合金 线性摩擦 摩擦时间 摩擦变形量
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45钢线性摩擦焊接过程的数值分析 被引量:8
16
作者 陈亮 李文亚 +1 位作者 马铁军 马彩霞 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期91-94,共4页
基于Abaqus/Explicit显式有限元分析软件,建立了线性摩擦焊接同质接头的二维计算模型,研究了线性摩擦焊接45钢接头温度场、应力应变场、轴向缩短量和焊接后期接头的降温过程.结果表明,焊接界面中心温度可在不到1s内骤升至800℃,之后界... 基于Abaqus/Explicit显式有限元分析软件,建立了线性摩擦焊接同质接头的二维计算模型,研究了线性摩擦焊接45钢接头温度场、应力应变场、轴向缩短量和焊接后期接头的降温过程.结果表明,焊接界面中心温度可在不到1s内骤升至800℃,之后界面温度缓慢上升至900℃左右,随着焊接过程的进行,焊接接头主要是温度场的均匀化、不断的轴向缩短和飞边的形成,随后接头经历了较快的降温过程.试验验证了计算模型的可靠性. 展开更多
关键词 线性摩擦 数值模拟 詹森-库克模型
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TC4钛合金线性摩擦焊接头的冲击韧性及断口特征 被引量:5
17
作者 马铁军 张学军 +2 位作者 杨思乾 张勇 张云霞 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2007年第6期40-44,共5页
在自制的XMH-160型线性摩擦焊机上利用先期试验优化的规范参数进行TC4线性摩擦焊接试验。对焊后试件进行冲击试验研究,冲击试件基本沿母材断裂。观察冲击试件的宏观和微观断口,并分析接头的金相组织。结果表明,焊缝超细晶组织所具有的... 在自制的XMH-160型线性摩擦焊机上利用先期试验优化的规范参数进行TC4线性摩擦焊接试验。对焊后试件进行冲击试验研究,冲击试件基本沿母材断裂。观察冲击试件的宏观和微观断口,并分析接头的金相组织。结果表明,焊缝超细晶组织所具有的高断裂应力是焊接接头冲击韧性值高于母材的主要原因。 展开更多
关键词 TC4钛合金 线性摩擦 冲击韧性 断口
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粉末高温合金FGH96线性摩擦焊接头组织与力学性能 被引量:5
18
作者 马铁军 王为 +1 位作者 李文亚 张勇 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期11-15,共5页
利用自制的XMH-160型线性摩擦焊机进行了FGH96高温合金的初步焊接实验,分析了接头组织特征,并测试了接头拉伸性能和显微硬度。结果表明:FGH96合金接头焊缝区为细晶区,热力影响区则粗、细晶共存,粗晶主要位于近焊区;接头的抗拉强度接近母... 利用自制的XMH-160型线性摩擦焊机进行了FGH96高温合金的初步焊接实验,分析了接头组织特征,并测试了接头拉伸性能和显微硬度。结果表明:FGH96合金接头焊缝区为细晶区,热力影响区则粗、细晶共存,粗晶主要位于近焊区;接头的抗拉强度接近母材,而韧性较差;显微硬度从焊缝到母材呈现为高低高的变化趋势,热力影响区中部为最低值。除与晶粒尺寸有关外,接头力学性能还与不同区域的强化相含量与分布及晶格畸变程度等因素有关。对于FGH96线性摩擦焊接头,一方面需通过改进焊接工艺来消除焊接界面的孔洞缺陷,另一方面需通过焊后热处理来改善接头的组织及力学性能。 展开更多
关键词 FGH96 线性摩擦 组织 力学性能
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线性摩擦焊TC6钛合金接头组织演变分析 被引量:5
19
作者 马铁军 张晓强 +2 位作者 张学军 张勇 李文亚 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期33-37,共5页
利用自制XMH-160型线性摩擦焊机进行TC6钛合金线性摩擦焊接实验。观察并分析接头焊缝区、热力影响区、飞边的组织特征及其形成过程;对焊后接头进行了拉伸性能和显微硬度测试。结果表明:TC6钛合金线性摩擦焊接头的拉伸强度不低于母材,显... 利用自制XMH-160型线性摩擦焊机进行TC6钛合金线性摩擦焊接实验。观察并分析接头焊缝区、热力影响区、飞边的组织特征及其形成过程;对焊后接头进行了拉伸性能和显微硬度测试。结果表明:TC6钛合金线性摩擦焊接头的拉伸强度不低于母材,显微硬度与接头不同区域组织特征相对应;焊缝区回复与再结晶过程进行比较充分,主要由快速热循环和大变形过程中形成亚稳态β相及钛马氏体、二次α相组成,且保留了少量变形原始α组织;热力影响区仅在靠近焊缝区发生了部分再结晶,α,β两相在变形过程中相互交替呈带状分布,形成典型的流线组织。 展开更多
关键词 TC6钛合金 线性摩擦 接头组织 拉伸性能
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线性摩擦焊IN718接头微观组织与织构演变 被引量:4
20
作者 马铁军 肖遥 +1 位作者 李文亚 杨夏炜 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期119-123,共5页
不同工艺参数下对IN718高温合金进行了线性摩擦焊接试验,采用OM,SEM,EBSD等对接头微观组织与织构进行了表征.结果表明,在摩擦压力169 MPa、振幅3 mm、频率35 Hz、摩擦时间6 s参数组合下获得的接头质量相对较好,但在焊缝端部仍能发现氧... 不同工艺参数下对IN718高温合金进行了线性摩擦焊接试验,采用OM,SEM,EBSD等对接头微观组织与织构进行了表征.结果表明,在摩擦压力169 MPa、振幅3 mm、频率35 Hz、摩擦时间6 s参数组合下获得的接头质量相对较好,但在焊缝端部仍能发现氧化物和碳化物.焊缝区δ相完全溶解,残留少量Nb N;而热力影响区δ相部分溶解,部分晶界发生液化并伴有Laves相的产生.焊缝区发生了充分动态再结晶,呈现为等轴细晶组织,并在剪切力的作用下出现了明显剪切织构C(100)[0 1-1],而热力影响区发生部分动态再结晶,形成了(335)[1-86]织构. 展开更多
关键词 线性摩擦 高温合金 微观组织 织构
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