GH4151高温合金的惯性摩擦焊接头组织及性能分析

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作者 袁明强 张春波 +4 位作者 梁武 乌彦全 谢兴飞 周军 曲敬龙 《焊接学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期63-71,共9页

采用惯性摩擦焊对GH4151合金进行连接成形,借助OM、SEM、DSC、显微硬度仪及电子试验拉伸机等仪器观察了不同工艺下的显微组织、断口形貌及力学性能.结果表明,在焊接结束后,内外飞边形貌较粗糙且存在多条微裂纹,缩短量达3 mm;微观形貌下... 采用惯性摩擦焊对GH4151合金进行连接成形,借助OM、SEM、DSC、显微硬度仪及电子试验拉伸机等仪器观察了不同工艺下的显微组织、断口形貌及力学性能.结果表明,在焊接结束后,内外飞边形貌较粗糙且存在多条微裂纹,缩短量达3 mm;微观形貌下焊合界面处均发生动态再结晶,晶粒内和晶界处析出一次γ´相、二次γ´相和碳化物(MC),在残余应力的作用下,使大块析出的MC内部存在多条微裂纹并发生扩展;通过改变顶锻压力,调整MC的大小、形态及数量,解决大尺寸MC相内的微裂纹问题;热处理后的显微硬度曲线呈M型,热力影响区硬度最高,这与γ´相和MC的数量及形态存在正相关最高达546 HV1.0.拉伸性能结果表明,室温和高温(750℃)抗拉强度达母材的97%,从裂纹扩展途径上看,室温断口形貌呈沿晶断裂,高温断口呈脆性断裂. 展开更多

关键词 GH4151合金 惯性摩擦焊 组织 力学性能

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42CrMo/GH4169异种金属惯性摩擦焊工艺 被引量：2

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作者 张春波 袁明强 +4 位作者 周军 全威 孙佳佳 乌彦全 王志永 《焊接》 北大核心 2023年第8期6-13,共8页

主要采用惯性摩擦焊技术对中碳调质钢42CrMo和镍基高温合金GH4169进行连接成形,借助光学电子显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度仪及电子拉伸试验机研究不同惯量条件下的焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明,当惯量为168 kg
... 主要采用惯性摩擦焊技术对中碳调质钢42CrMo和镍基高温合金GH4169进行连接成形,借助光学电子显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度仪及电子拉伸试验机研究不同惯量条件下的焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明,当惯量为168 kg·m^(2)时,42CrMo和GH4169惯性摩擦焊接头飞边成形较好,去除飞边后无明显缺陷;焊缝界面两侧区域均发生动态再结晶,且观察到了5μm厚的不均匀金属间化合物(Ni-Fe-Cr,Ni_(3)Al)和碳化物层(NbC,TiC),这就使得焊缝界面处的显微硬度峰值达691 HV1.0;通过接头拉伸性能试验,168 kg·m^(2)惯量下的试样室温拉伸和高温拉伸(540℃)断裂位置均发生在42CrMo母材侧,断口形貌观察为典型的韧性断裂,室温抗拉强度达1062.5 MPa,高温抗拉强度达687.5 MPa,均与42CrMo母材相当,这说明了界面处形成的金属间化合物和碳化物层促进了接头界面材料的冶金结合,有效的提高了焊接接头的力学性能。 展开更多

关键词 异种金属 惯性摩擦焊 组织 力学性能

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热处理工艺对FGH96合金惯性摩擦焊组织与显微硬度的影响 被引量：1

3

作者 张春波 梁武 +3 位作者 周军 乌彦全 张友昭 李相伟 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期57-62,I0006,I0007,共8页

采用惯性摩擦焊接方法进行了FGH96高温合金焊接,借助光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度仪对焊态和热处理态FGH96惯性摩擦焊接头组织和显微硬度进行了研究.结果表明,焊缝中心区内发生完全动态再结晶,再结晶晶粒细小,晶粒尺寸为4.6μm... 采用惯性摩擦焊接方法进行了FGH96高温合金焊接,借助光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度仪对焊态和热处理态FGH96惯性摩擦焊接头组织和显微硬度进行了研究.结果表明,焊缝中心区内发生完全动态再结晶,再结晶晶粒细小,晶粒尺寸为4.6μm±0.3μm,且二次γ′相完全溶解,导致硬度低于母材组织.随着远离焊缝,二次γ′相含量逐渐增加,距焊缝1.5 mm后γ′相体积分数基本保持不变,但γ′相形貌由球形逐渐向立方体转变,导致硬度逐渐增加.经热处理后,焊缝区域内二次γ′相的含量与形貌变化规律与焊态相似,但热处理后基材晶粒尺寸从11.4μm±0.3μm增大至13.5μm±1.0μm,是导致热处理后基材硬度较焊态较低的原因;另外热处理后三次γ′相的析出是导致热处理态焊缝硬度高于焊态的原因. 展开更多

关键词 FGH96合金 惯性摩擦焊 晶粒尺寸 γ′析出相 硬度

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Ti-Al系金属间化合物焊接技术研究现状 被引量：4

4

作者 乌彦全 周军 +1 位作者 张春波 梁武 《电焊机》 2019年第5期32-38,42,共8页

Ti-Al系金属间化合物作为航空发动机用最具潜力的轻质耐高温结构材料,具有低密度、低热膨胀率、高热导率及耐热温度高等特点,将可能替代现有钛合金、镍基高温合金材料成为航空发动机压气机低温或高温部件重要制造材料。简要介绍Ti-Al系... Ti-Al系金属间化合物作为航空发动机用最具潜力的轻质耐高温结构材料,具有低密度、低热膨胀率、高热导率及耐热温度高等特点,将可能替代现有钛合金、镍基高温合金材料成为航空发动机压气机低温或高温部件重要制造材料。简要介绍Ti-Al系金属间化合物的性能特点,概述了Ti3Al、TiAl、Ti2AlNb等典型Ti-Al系金属间化合物焊接技术的研究应用,最后总结和展望了Ti-Al系金属间化合物的高质量焊接技术及在航空发动机领域的应用。 展开更多

关键词 TI3AL TIAL TI2ALNB 金属间化合物 焊接

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超声探伤技术在摩擦焊接领域的应用 被引量：6

5

作者 乌彦全 周军 +2 位作者 张春波 王文明 姜子钘 《焊接》 2018年第2期14-18,共5页

摩擦焊作为一种先进的固相连接方法,因其优异的焊接性能引起了人们的广泛关注,近年来航空航天等高新技术与装备的发展促进了这种焊接方法的不断进步。针对近年来国内外超声无损检测技术在摩擦焊领域中的研究应用作了详细分析阐述,并对... 摩擦焊作为一种先进的固相连接方法,因其优异的焊接性能引起了人们的广泛关注,近年来航空航天等高新技术与装备的发展促进了这种焊接方法的不断进步。针对近年来国内外超声无损检测技术在摩擦焊领域中的研究应用作了详细分析阐述,并对未来摩擦焊领域中无损检测方法的应用进行了展望。 展开更多

关键词 超声探伤 摩擦焊 无损检测

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工业纯钛摩擦螺柱焊接头组织与性能研究 被引量：1

6

作者 秦丰 乌彦全 +4 位作者 张春波 周军 王祁 杨海峰 王志永 《电焊机》 2023年第3期77-82,共6页

为解决传统电弧螺柱焊焊接大直径(M≥12 mm)有色金属时焊缝合格率低、焊接工艺繁琐等问题,提出采用静龙门式搅拌摩擦焊设备配合专用螺柱焊工装对尺寸为M12、材质为TA2的工业纯钛螺柱与底板进行焊接。并对三组不同顶锻位移下的工业纯钛... 为解决传统电弧螺柱焊焊接大直径(M≥12 mm)有色金属时焊缝合格率低、焊接工艺繁琐等问题,提出采用静龙门式搅拌摩擦焊设备配合专用螺柱焊工装对尺寸为M12、材质为TA2的工业纯钛螺柱与底板进行焊接。并对三组不同顶锻位移下的工业纯钛螺柱焊接头进行宏观形貌、显微组织、抗扭强度与显微硬度分析。结果表明,在顶锻位移较小的情况下,TA2螺柱焊接头焊缝中心出现孔洞缺陷,顶锻位移中等的情况下焊缝中心出现条状缺陷,而较大参数下接头焊合良好,未发现缺陷;顶锻位移为3 mm时接头抗扭强度最高,可达117 N·m;锻造变形组织使焊缝附近区域显微硬度明显升高。 展开更多

关键词 摩擦螺柱焊 工业纯钛 宏观形貌 显微组织 顶锻位移 抗扭强度

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FGH96/IN718惯性摩擦焊接头高温拉伸断裂特征 被引量：1

7

作者 梁武 周军 +3 位作者 张春波 张露 乌彦全 李运雷 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期44-52,I0005,I0006,共11页

为了实现航空用FGH96和IN718异质高温合金高可靠连接,为航空发动机关键部件安全评价及寿命预测提供基础数据及理论支持,采用扫描电子显微镜、金相显微镜研究了FGH96和IN718异质高温合金惯性摩擦焊接头显微组织形貌、高温拉伸试样断口形... 为了实现航空用FGH96和IN718异质高温合金高可靠连接,为航空发动机关键部件安全评价及寿命预测提供基础数据及理论支持,采用扫描电子显微镜、金相显微镜研究了FGH96和IN718异质高温合金惯性摩擦焊接头显微组织形貌、高温拉伸试样断口形貌和断裂位置.结果表明,焊接接头焊缝区FGH96和IN718均为等轴晶粒组织,晶粒尺寸约2μm,焊缝区γ′和δ强化相基本全部溶解,热力影响区FGH96侧晶内γ′基本全部溶解,IN718侧δ强化相发生部分溶解,短棒状形貌消失,组织为粗细晶共存组织.焊接接头650℃高温拉伸试样均断裂在焊缝区,但平均抗拉强度可达1080.8 MPa,基本与IN718母材等强,高温拉伸试样起裂位置均处于试样边缘焊缝区,裂纹产生的原因主要是由于焊缝区γ′和δ强化相基本全部溶解,强化作用消失,性能降低.裂纹产生后沿晶界由焊缝熔合线向试样内部扩展,当裂纹从试样边缘焊缝区四周同时向试样内部扩展时,在轴向拉力作用下形成“平台+凹坑”状断口特征,当裂纹从试样边缘焊缝区局部位置开始向试样内部扩展时,在轴向拉力作用下形成“平台+剪切”状断口特征. 展开更多

关键词 异种高温合金 惯性摩擦焊 高温拉伸 断裂特征

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TA19钛合金惯性摩擦焊接工艺 被引量：9

8

作者 张春波 乌彦全 +1 位作者 朴东光 周军 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期44-48,131,共6页

采用惯性摩擦焊接工艺对TA19钛合金进行了焊接试验研究,针对不同工艺参数下的焊接接头力学性能进行了室温拉伸、高温拉伸及显微硬度等测试,并对优选工艺后焊接接头显微组织进行了分析.结果表明,TA19钛合金具有良好的惯性摩擦焊接性,在... 采用惯性摩擦焊接工艺对TA19钛合金进行了焊接试验研究,针对不同工艺参数下的焊接接头力学性能进行了室温拉伸、高温拉伸及显微硬度等测试,并对优选工艺后焊接接头显微组织进行了分析.结果表明,TA19钛合金具有良好的惯性摩擦焊接性,在合理焊接工艺条件下能得到高强度焊接接头;焊接接头各区域中焊缝区显微硬度最高,随着向母材区过渡,显微硬度逐渐降低;焊缝区为典型的动态再结晶组织,主要由少量沿β相晶界分布的沿晶α相+α′马氏体组成,热力影响区由变形初生α相+α′马氏体组成,热影响区微观组织与母材相近,仅有部分板条状β相及板条状次生α相发生交叉分布. 展开更多

关键词 TA19钛合金 惯性摩擦焊 力学性能 显微硬度 微观组织

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TC17钛合金线性摩擦焊接头组织及力学性能分析 被引量：10

9

作者 周军 梁武 +1 位作者 张春波 乌彦全 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期36-41,I0003,共7页

针对固溶时效态TC17钛合金焊态及焊后热处理态线性摩擦焊接头,进行显微组织及力学性能对比分析.结果表明,焊态时焊缝组织发生了回复与再结晶,由于焊后冷却速度较快,生成了亚稳定β相,焊缝区发生了软化;热力影响区组织沿受力变形方向拉... 针对固溶时效态TC17钛合金焊态及焊后热处理态线性摩擦焊接头,进行显微组织及力学性能对比分析.结果表明,焊态时焊缝组织发生了回复与再结晶,由于焊后冷却速度较快,生成了亚稳定β相,焊缝区发生了软化;热力影响区组织沿受力变形方向拉长、细化、交替呈带状分布,加工硬化程度较高,显微硬度明显高于其它区域;热影响区由于二次次生α相基本溶解于亚稳定β相,导致显微硬度显著降低.经过焊后热处理,亚稳定β相发生时效分解,析出了弥散程度更高的针状次生α相使得焊接区硬度大幅度提高.由于亚稳定相的生成,焊态接头发生软化,拉伸均断裂在焊缝区,抗拉强度达到母材强度91.8%,断口呈脆性断裂形态;焊后热处理态接头由于二次次生α相的析出,起到弥散强化的作用,拉伸试验均断在母材,断口呈典型韧性断裂形态. 展开更多

关键词 线性摩擦焊 焊后热处理 组织分析 断口分析

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Ti_2AlNb金属间化合物惯性摩擦焊接头组织及性能分析 被引量：3

10

作者 周军 乌彦全 +1 位作者 张春波 梁武 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期27-32,共6页

采用惯性摩擦焊接工艺对Ti_2AlNb金属间化合物进行了焊接试验研究,利用SEM观察了焊态及焊后热处理接头各区域显微组织,并分析了接头显微硬度变化趋势.结果表明,Ti_2AlNb金属间化合物试验母材为α2+B2+O三相组织,α2相呈断续网状和块状... 采用惯性摩擦焊接工艺对Ti_2AlNb金属间化合物进行了焊接试验研究,利用SEM观察了焊态及焊后热处理接头各区域显微组织,并分析了接头显微硬度变化趋势.结果表明,Ti_2AlNb金属间化合物试验母材为α2+B2+O三相组织,α2相呈断续网状和块状分布于原B2相晶界,O相呈片状分布在B2相基体上;摩擦焊接头分区明显,WZ为单一B2相等轴晶粒,晶粒均匀细小,热力影响区(TMAZ)近焊缝区为B2+α2相组织,α2相沿摩擦方向呈定向分布,远焊缝区与热力影响区(HAZ)相近为B2+O+α2三相组织;焊后热处理接头WZ为板条状B2+O双相组织,并伴有疑似孪晶出现,TMAZ为B2+O+α2三相组织,近焊缝区原黑色条纹区B2相转变成了块状O相,其余B2相转变成B2+O相板条束,HAZ组织与母材相近,但具有厚度更细小的O+B2相板条;焊态及焊后热处理接头焊缝区显微硬度最高,随着向母材区过度,显微硬度逐渐降低. 展开更多

关键词 Ti2AlNb金属间化合物 惯性摩擦焊 微观组织 显微硬度

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热处理制度对TC17钛合金线性摩擦焊接头组织及力学性能的影响 被引量：2

11

作者 李睿 周军 +2 位作者 梁武 张春波 乌彦全 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第20期20057-20061,共5页

本工作针对航空发动机整体叶盘常用材料TC17钛合金进行线性摩擦焊试验研究,主要通过OM、SEM、显微硬度和常温拉伸试验方法对不同热处理状态下接头组织的形貌和力学性能进行分析。研究发现,由于焊接过程中复杂的热力耦合作用,接头组织形... 本工作针对航空发动机整体叶盘常用材料TC17钛合金进行线性摩擦焊试验研究,主要通过OM、SEM、显微硬度和常温拉伸试验方法对不同热处理状态下接头组织的形貌和力学性能进行分析。研究发现,由于焊接过程中复杂的热力耦合作用,接头组织形成了典型的焊缝区、热机影响区和热影响区,且焊接接头性能显著降低;而经过焊后热处理,由于亚稳定β相和亚稳定α相分解,析出弥散分布的针状α相使接头性能大幅提高,常温拉伸都断于母材处;并且弥散分布的针状α相的强化效果与热处理温度密切相关,通过合理热处理制度可以实现TC17线性摩擦焊接头强度和塑性的合理匹配,提高接头的综合性能。 展开更多

关键词 焊后热处理 TC17钛合金 线性摩擦焊 组织分析 力学性能

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轻质异种材料摩擦焊研究现状 被引量：4

12

作者 梁武 张春波 +2 位作者 乌彦全 巩秋野 周军 《焊接》 2018年第11期19-25,66,共8页

由于异种材料物理、化学性能及力学性能方面存在显著差异,导致其在焊接过程中容易出现被氧化、形成脆性金属间化合物、焊接变形严重等焊接缺陷。而摩擦焊作为一种绿色固相连接技术,因其焊接温度低、焊接质量好、焊接过程稳定等优点,已... 由于异种材料物理、化学性能及力学性能方面存在显著差异,导致其在焊接过程中容易出现被氧化、形成脆性金属间化合物、焊接变形严重等焊接缺陷。而摩擦焊作为一种绿色固相连接技术,因其焊接温度低、焊接质量好、焊接过程稳定等优点,已经在异种材料焊接中得到了广泛的应用。详细综述了异种材料搅拌摩擦焊、线性摩擦焊轴向摩擦焊的国内外研究进展,涉及到焊接工艺、力学性能和成分分析等方面,着重介绍了铝合金、镁合金、钛合金等轻质材料之间的摩擦焊接,并对今后的发展进行了展望。 展开更多

关键词 轻质异种材料 摩擦焊 金属间化合物 焊接工艺 力学性能

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IN718/FGH96惯性摩擦焊接头焊缝区微观组织状态与织构分布特征 被引量：3

13

作者 张露 张春波 +3 位作者 廖仲祥 乌彦全 张国栋 周军 《电焊机》 2022年第4期8-13,共6页

采用SEM、EBSD等技术表征手段分析IN718+FGH96异质合金惯性摩擦焊接头焊缝区在焊态下的微观组织形貌及织构分布状态。结果表明,原始母材中的γ′、γ″及δ强化相消失,焊缝区转变为单一等轴γ相晶粒,IN718和FGH96侧焊缝区晶粒尺寸分别约... 采用SEM、EBSD等技术表征手段分析IN718+FGH96异质合金惯性摩擦焊接头焊缝区在焊态下的微观组织形貌及织构分布状态。结果表明,原始母材中的γ′、γ″及δ强化相消失,焊缝区转变为单一等轴γ相晶粒,IN718和FGH96侧焊缝区晶粒尺寸分别约为10μm和15μm。焊缝区再结晶晶体取向相对杂乱,致使晶体织构强度较弱,可忽略不计。动态再结晶后的焊缝区相邻晶体间以大角度晶界为主,大角度晶界占比达到65.1%。焊缝区大部分γ相的{111}<11-1>滑移系在X轴方向载荷下的Schmidt因子接近0.5,γ相晶体的{111}<11-1>滑移系在轴向力作用下更容易开动并逐渐形成大量的位错。五组拉伸试样均断裂于焊缝区,其抗拉强度均值为1 126.3 MPa,屈服强度均值为998.9 MPa。 展开更多

关键词 高温合金 惯性摩擦焊 背散射电子衍射分析 高温拉伸性能 织构分布

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Ti52钛合金/304不锈钢异种材料惯性摩擦焊接技术研究 被引量：2

14

作者 李睿 张春波 +3 位作者 周军 林跃 乌彦全 秦丰 《电焊机》 2022年第6期70-77,共8页

采用惯性摩擦焊接技术对Ti52钛合金/304不锈钢进行连接,借助光学显微镜、扫描电镜及能谱分析仪对两种焊接工艺参数的焊后接头组织和界面金属间化合物进行表征和分析,采用显微硬度仪及电子拉伸试验机进行力学性能验证。结果表明,近界面... 采用惯性摩擦焊接技术对Ti52钛合金/304不锈钢进行连接,借助光学显微镜、扫描电镜及能谱分析仪对两种焊接工艺参数的焊后接头组织和界面金属间化合物进行表征和分析,采用显微硬度仪及电子拉伸试验机进行力学性能验证。结果表明,近界面两侧焊缝组织均发生了动态再结晶,导致焊缝区附近显微硬度值较高,越远离焊缝位置显微硬度值越低,Ti52合金侧远离焊缝位置出现显微硬度峰值为450 HV0.5,是由于热力耦合作用下组织发生破碎细化。高热输入、低焊接压力下,焊接界面形成厚5μm且不均匀的金属间化合物脆性相Ti/FeTi,不利于钛/钢结合,降低接头性能,抗拉强度159 MPa;低热输入、高焊接压力下,焊接界面中心部位形成厚2μm且均匀的富Cr金属间化合物Ti5Fe17Cr5,有利于接头界面结合,提高接头性能,抗拉强度为350 MPa。 展开更多

关键词 钛/钢材料连接 惯性摩擦焊 界面组织 金属间化合物

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大吨位惯性摩擦焊机主轴系统动静态特性分析 被引量：3

15

作者 姜子钘 周军 +2 位作者 赵玉珊 张春波 乌彦全 《机械工程与自动化》 2018年第6期4-5,9,共3页

为提高设备的设计效率和合理性,以大吨位惯性摩擦焊机的主轴为研究对象,建立了主轴系统的有限元模型,对主轴系统的静态特性和动态特性进行数值计算,并获得了主轴受力后的变形量以及模态分析的振型特点。分析结果表明:惯性摩擦焊机的主... 为提高设备的设计效率和合理性,以大吨位惯性摩擦焊机的主轴为研究对象,建立了主轴系统的有限元模型,对主轴系统的静态特性和动态特性进行数值计算,并获得了主轴受力后的变形量以及模态分析的振型特点。分析结果表明:惯性摩擦焊机的主轴静态受力变形满足设计要求;一阶临界转速远高于主轴的最高工作转速,主轴不会发生共振。动静态的特性分析证明了主轴结构设计是合理的,为惯性摩擦焊机主轴系统的优化设计奠定了基础。 展开更多

关键词 惯性摩擦焊机 主轴系统 动静态特性 数值计算

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TC4/Ti17异质钛合金线性摩擦焊接头组织及力学性能 被引量：2

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作者 李睿 周军 +3 位作者 张春波 乌彦全 梁武 秦丰 《机械制造文摘（焊接分册）》 2021年第2期11-17,共7页

为探索TC4/Ti17异质焊接接头焊接工艺窗口,了解合适的焊接工艺参数,进行了3种不同焊接压力下TC4/Ti17钛合金线性摩擦焊接试验,进行了显微组织及力学性能的对比分析。结果表明,Ti17侧焊缝及热力影响区宽度均大于TC4侧区域,伴随焊接压力... 为探索TC4/Ti17异质焊接接头焊接工艺窗口,了解合适的焊接工艺参数,进行了3种不同焊接压力下TC4/Ti17钛合金线性摩擦焊接试验,进行了显微组织及力学性能的对比分析。结果表明,Ti17侧焊缝及热力影响区宽度均大于TC4侧区域,伴随焊接压力的增大下熔合线变得不再清晰;Ti17侧焊缝组织发生了回复与动态再结晶并与TC4侧形成共晶组织,热力影响区及焊缝存在亚稳定β相,TC4侧焊缝组织发生马氏体转变;热力影响区组织受摩擦力作用发生拉长变形和细化。Ti17侧存在2个弱化区且显微硬度较低,一是由于近缝区的亚稳定相β发生转化,二是在焊接热循环下热影响区的二次次生α相发生球化溶解;TC4侧焊缝显微硬度最大,是由于焊缝的β相冷却速度过快发生马氏体转变。当焊接压力为120 MPa时,由于焊接压力不足,拉伸断裂在焊缝,根据断口分析属于脆性断裂;当焊接压力为150 MPa及180 MPa时,焊接压力足够大,拉伸均断在母材,属于韧性断裂。 展开更多

关键词 异质钛合金 线性摩擦焊 组织分析 力学性能

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5A06铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊T形接头组织与性能

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作者 秦丰 张春波 +3 位作者 周军 乌彦全 梁武 巫瑞智 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期56-60,95,I0006,共7页

采用静止轴肩搅拌摩擦焊方法实现了10 mm厚5A06铝合金T形接头的焊接.通过低主轴转速匹配高焊接速度与高主轴转速匹配低焊接速度两组不同的焊接参数,结合拉伸试验、宏观与微观金相分析、电子背散射衍射(electron backscattered diffracti... 采用静止轴肩搅拌摩擦焊方法实现了10 mm厚5A06铝合金T形接头的焊接.通过低主轴转速匹配高焊接速度与高主轴转速匹配低焊接速度两组不同的焊接参数,结合拉伸试验、宏观与微观金相分析、电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)分析与扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)断口分析,研究了热输入对焊接接头力学性能与组织的影响.结果表明,在两组焊接参数下均可获得无孔洞缺陷的全焊透T形接头,焊缝表面光滑平整,几乎无减薄发生;热输入不同会改变搅拌针与周围材料的摩擦形式,引起焊缝出现弱结合缺陷,并影响接头抗拉强度;在高主轴转速匹配低焊接速度时,焊缝中心重叠区顶部易产生弱结合缺陷,导致接头抗拉强度较低,为198 MPa,拉伸试样断裂在筋板.在低主轴转速匹配高焊接速度时,焊缝无缺陷存在,接头抗拉强度为287 MPa,拉伸试样断裂在底板. 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊 静止轴肩 T形接头 焊接缺陷

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TC4钛合金惯性摩擦焊接头组织及断裂韧性与裂纹扩展特性分析 被引量：5

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作者 乌彦全 周军 +3 位作者 张春波 梁武 王祁 王志永 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3132-3138,共7页

采用XRD、SEM、EBSD等显微表征技术分析焊态及焊后热处理态下焊接接头各区域的微观组织特征,并研究焊接接头的断裂韧性和疲劳裂纹扩展性能。结果表明,焊缝区以再结晶组织为主,热力影响区等轴状初生α_(p)相转变为棒状结构,热影响区组织... 采用XRD、SEM、EBSD等显微表征技术分析焊态及焊后热处理态下焊接接头各区域的微观组织特征,并研究焊接接头的断裂韧性和疲劳裂纹扩展性能。结果表明,焊缝区以再结晶组织为主,热力影响区等轴状初生α_(p)相转变为棒状结构,热影响区组织与母材基本相同,热力影响区与热影响区的原始β晶粒内部分区域形成了取向差角度约为60°的针状马氏体α′相,热处理促进了残余亚稳态β相分解,在片状α_(s)相间形成了大量断续分布组织。焊缝区α晶粒内大量的平行或交叉分布的片状α相和复杂的相界面结构可有效阻碍裂纹的扩展并改变裂纹的扩展路径,提高焊接接头的断裂韧性及抗疲劳裂纹扩展能力。 展开更多

关键词 钛合金 惯性摩擦焊 微观组织 断裂韧性 疲劳裂纹扩展

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α+β型钛合金惯性摩擦焊接头焊态/热处理态组织特征及性能 被引量：5

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作者 乌彦全 周军 +3 位作者 张春波 梁武 李睿 秦丰 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2144-2150,共7页

采用SEM、EBSD及TEM等表征手段分析了惯性摩擦焊接头在焊态及焊后热处理态下的微观组织形貌与分布特征,并研究了焊后热处理态下的接头力学性能。结果表明,焊缝区为单一等轴α晶粒,在焊态下由板条状马氏体α′相+晶界片状α_(p)相+亚稳... 采用SEM、EBSD及TEM等表征手段分析了惯性摩擦焊接头在焊态及焊后热处理态下的微观组织形貌与分布特征,并研究了焊后热处理态下的接头力学性能。结果表明,焊缝区为单一等轴α晶粒,在焊态下由板条状马氏体α′相+晶界片状α_(p)相+亚稳态β相构成,并伴随着(0001)//ND丝织构。热处理后转变为晶界片状α_(p)相+晶内片状α_(s)+β相,在原有丝织构的基础上形成了(2113)[2119]取向织构;焊缝区显微硬度最高,随着向母材区过渡显微硬度逐渐降低,焊后热处理可降低焊缝区硬度,使接头硬度分布较为均匀。接头在室温下的拉伸试验均断裂于远离焊缝中心的母材区。 展开更多

关键词 钛合金 惯性摩擦焊 织构 微观组织

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热处理工艺对Ti2AlNb惯性摩擦焊接头组织及性能的影响

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作者 周军 梁武 +1 位作者 乌彦全 张春波 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期77-84,共8页

针对Ti2AlNb合金惯性摩擦焊接接头开展了热处理工艺试验研究,分析了不同热处理工艺对焊接接头组织及力学性能的影响。研究表明,固溶态母材由α2、B2和O相构成,α2相呈球状或块状分布于B2相晶界上,O相呈棒状平行或交叉分布于B2相晶粒内部... 针对Ti2AlNb合金惯性摩擦焊接接头开展了热处理工艺试验研究,分析了不同热处理工艺对焊接接头组织及力学性能的影响。研究表明,固溶态母材由α2、B2和O相构成,α2相呈球状或块状分布于B2相晶界上,O相呈棒状平行或交叉分布于B2相晶粒内部;固溶+单时效态合金母材由B2+O两相组成。焊态下的接头焊缝区及热力影响区基本为B2相组织,双时效处理后大部分B2相转变成晶界网状O相+晶内针状及块状O相组织,单时效处理的接头焊缝区及热力影响区晶界基本无O相组织存在,B2相晶内转变为细密层片状B2+O相共析组织。三种热处理状态的接头各区域显微硬度分布基本一致,焊后双时效提高了O相组织的析出而起到强化作用并提高了接头的显微硬度。焊前为固溶态+焊后双时效处理的接头室温抗拉强度最高且为1193 MPa;焊后双时效处理的接头室温拉伸断口以准解理断裂为主,焊后单时效处理的接头室温拉伸断口以解理断裂为主,且解理小平面尺寸较大,抗拉强度稍低。焊前为固溶态+焊后双时效处理的接头在650℃高温下的抗拉强度依然最高且为986MPa,断口上能够观察到较浅的韧窝,为沿晶的韧性断裂;焊前为固溶态+时效处理的接头断口形貌基本相同,接头断裂形式以解理断裂为主,并含有少量的准解理断口。 展开更多

关键词 TI2ALNB 惯性摩擦焊 组织 力学性能

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