ti17合金电子束焊接接头组织和性能的研究

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1、摘要摘要Til7(Ti．5A1．2Sn．2Zr-4Mo．4Cr)合金是一种富13稳定元素的Q．13两相型钛合金。它是上世纪70年代初由美国通用电器(GE)公司开发的以高强度、高淬透性和高断裂韧性为特征的近13型钛合金，该合金锻造温度范围宽，特别适合于制作大截面锻件，在航空工业中具有广阔的应用前景。Til7合金在保护措施良好的条件下可以采用TIG、MIG、电子束焊及摩擦焊等多种方法进行焊接。由于钛合金的活性强，熔化焊时需要用惰性气体或真空进行保护。而电子束焊具有焊缝深宽比高、焊件变形小、焊接冶金质量好等特点，尤其

2、适用于钛及钛合金等活性金属的焊接。本课题通过室温拉伸、室温缺口拉伸、室温冲击、高温拉伸、持久拉伸及显微硬度等力学性能试验和金相显微组织分析、断口扫描分析等，对Til7合金电子束焊接接头的组织和力学性能进行了分析和研究。研究结果表明：用电子束焊接Til7合金可获得室温及高温性能良好的焊接接头，其接头的抗拉强度不低于母材，焊缝的缺口敏感系数均小于1，焊缝具有较高的冲击韧度。焊缝区和热影响区的硬度均高于母材，焊缝区组织与母材组织基本相同，都是Q相上分布着沿晶界及晶内析出的细针状13相，焊缝区的晶粒度要比母材的晶粒度粗

3、大。本文还对合金电子束焊接接头组织形态、力学性能和断口形貌之间的内在联系进行了探讨，为Til7合金的进一步推广应用提供理论依据，为各航空材料电子束焊接结构提供完整性评定。关键词：Til7合金；电子束焊；组织形态；力学性能大连交通大学工程硕士学位论文AbstractTil7alloy(Ti一5AI-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr)isakindofalpha-betatitaniumalloy(Ct-·13)whichiSrichinbetaelement．Til7alloy．developedbyGeneral

4、ElectricCo．inearly1970s，isasortofnearbetatitaniumalloy，、析mK曲strength,goodpropertyofthroughquenching，andhighfracturetoughness．T11isalloyhasawideforgetemperaturescope，SOitisveryfitforforgedpieces、^，imbigsections．Allthesecombinedpropertiesbringthisalloyawideuse

5、inaerospaceindustries．Til7alloycanbeweldedbymanykindsofmethodssuchasTIG，MIG，electronbeamwelding(EBWinshort)andfrictionwelding．Becauseofthehighactivenessofthetitaniumalloys．theinertgasesorvacuumshieldingiSneededinfusionwelding．Vacuumelectronbeamweldinghasmany

6、advantagesofhighdepth-widthratioofseam，smallangulardistortionandgoodmetallurgicqualityandetc．nleseadvantagesofEBWmakeitsuseexpandingintheweldingoftitaniumanditsalloys．111emicrostructureandpropertiesofTil7alloyiointsweldedbytheelectronbeamareinvestigatedinthi

7、spaper埘tllroom-temperaturetensiletest，room—temperaturenotchtensiletest，room-temperatureimpacttest，high-temperaturetensiletest，enduranttensiletest，microhardnesstestandmetallographicanalysis．Theresultsshowthatthejointswithgoodperformanceatroom·-temperatureandh

8、igh--temperatureofTi17alloymightbeobtainedbymeansofelectronbeamwelding(EBWinshort)．硼1etensilestrengthofweldedjointisnotlessthanthatofthebasemetal．andthenotchsensitivecoefficientoftheweldedseamis