ta15合金tig焊及焊后氢处理对接头组织和性能影响

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1、图书分类号：TP166.5U.D.C.:669.295工学硕士学位论文TA15合金TIG焊及焊后氢处理对接头组织和性能的影响硕士研究生：杨辉导师：孙东立教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TG166.5U.D.C.:669.295DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEFFECTSOFTIGANDTHERMOHYDROGENPROCESSINGONMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFWELD

2、EDJOINTINTA15ALLOYCandidate：YangHuiSupervisor：Prof.SunDongliAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsScienceSchoolofMaterialsScienceandAffiliation：EngineeringDateofDefence：June,2008Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文研究了不同TIG焊接工艺

3、参数及焊后氢处理对TA15合金焊接接头组织和性能的影响；并初步建立了TA15合金TIG焊接接头组织转变模型及熔合区气孔形成机制。利用金相显微镜、透射电子显微（TEM）镜观察了焊缝的组织形貌。利用扫描电镜（SEM）观察了拉伸断口形貌。在CMT5305型电子万能力学试验机和HV-5型维氏硬度计上进行力学性能测试。研究结果表明，减小焊接电流或者加快焊接速度将引起熔池面积变小，焊接接头处出现气孔、减薄，熔合区出现冷裂纹。增大焊接电流使焊缝区组织粗大，晶粒内部针状马氏体增多，接头硬度、强度和塑性都有所提高。开坡口使接头熔池面积变小，熔宽减小。焊缝铸造组织和热影响区晶粒有所细化，晶界明显，

4、α′相增多。两次重熔组织粗大，焊缝区β晶粒内α相网篮状排列，强度和塑性略有提高，但随着重熔次数的增加，组织更加粗大，强度和塑性都呈下降趋势。装配间隙会引起严重地焊接变形与减薄，开坡口对消除缺陷有一定的作用。拉伸断口有明显的撕裂棱和平台区域，断裂方式是沿晶断裂，有较浅的、不均匀的韧窝区域。TA15合金TIG焊缝以联生结晶形成的β柱状晶为主，垂直于熔合线竖直向焊缝表面以平面晶方式生长。焊缝精细结构主要是板条α′钛马氏体。气孔特征研究表明，钛合金TIG焊产生形状规则，尺寸小、孔壁光滑的冶金特征气孔，乃气体依附“气孔核”聚集长大所致，与表面污染有关。经过700℃/3h渗氢处理，TA15

5、合金中形成平行排列的条状δ氢化物，对组织形貌产生了模糊作用，焊缝区大晶粒的内部产生了大量的针状马氏体α"相，具有一定的方向性。共析处理使亚稳β(H)和α"相逐渐分解为α和δ氢化物。真空除氢过程中δ氢化物分解、H2逸出，钛合金发生再结晶。氢处理使焊接件组织很大程度地细化，由平面柱状晶向等轴晶转变，晶内非平衡相减少，力学性能有较大提高。经过700℃/3h渗氢+300℃/8h共析+750℃/8h真空去氢的焊接件强度提高25.7％，塑性提高37.6％。氢处理焊接件拉伸断口宏观上比较平坦，平台区域很难观察到析出的针状α相，仍属于沿晶断裂。关键词TA15合金；TIG；显微组织；力学性能；氢

6、处理--I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheeffectofdifferentTIGweldingparameterandsucceedinghydrogentreatmentonmicrostructureandmechanicalpropertiesofTA15titaniumalloyweldspecimenwasstudiedinthispaper.ThemodelonmicrostructurechangeofTIGweldedjointinTA15titaniumalloyandthemechanismonporosityformedinfusio

7、nareaweretheorized.Themicrostructurewasobservedbyanopticalmicroscopeandatransmissionelectronmicroscope(TEM).Thesurfacemorphologyoftensilefracturewasobservedbyascanningelectronmicroscope(SEM).ThemechanicalpropertieswerecarriedoutonaCMT5305electronun