Al-Zn-Mg-Sc合金电子束焊接接头组织与性能研究

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1、制造技术研究航天制造技术冷却速度对TG6钛合金均温区组织性能的影响余槐袁鸿王金雪蔡建明（北京航空材料研究院，北京100095）摘要：通过焊接热模拟试验研究冷却速度对TG6钛合金焊接热模拟均温区组织性能的影响。结果表明：在空冷状态下均温区达到最佳的性能，随着冷却速度的增大，均温区的抗拉强度稍有提高，拉伸延伸率及断面收缩率没有明显变化；冲击韧性空冷达到最大值，水冷稍有下降；显微硬度随冷却速度增大而增加。关键词：TG6钛合金；冷却速度；组织性能ImpactofCoolingVelocityonStructurePropertyofUniformTemperatureZoneofTG6Tit

2、aniumAlloyYuHuaiYuanHongWangJinxueCaiJianming(BeijingInstituteofAeronauticalMaterials,Beijing100095)Abstract：ItinvestigatestheeffectthatcoolingvelocitymakesonstructurepropertyoftheweldingimitateuniformtemperaturezoneofTG6titaniumalloybyweldingthermalsimulationtest.Theresultshowsthattheuniformte

3、mperaturezoneachievesitsbestperformanceundertheconditionofaircooling.Asthecoolingvelocitybecomesfaster,thetensilestrengthofuniformtemperaturezoneslightlyincreases,whiletheelongationandsectioncontractibilityhavenoobviouschanges;impacttoughnessreachestomaximumunderaircoolingandslightlygoesdownund

4、erwatercooling;microhardnessincreasesalongwiththecoolingvelocity.Keywords：TG6titaniumalloy；coolingvelocity；structureproperty1引言意义。本文主要通过焊接热模拟试验来研究冷度速度对TG6钛合金均温区组织性能的影响。通过多元复杂合金化的固溶强化和利用第二相的沉淀强化作用，以提高合金的高温蠕变抗力TG6钛2试验材料及试验方法合金是我国用于航空发动机压气机在600℃以下环境[1]使用的近α型高温钛合金。该合金代替高温合金，用2.1试验材料于制造高压压气机高温段的轮盘、叶

5、片、整体叶盘等[2]零件，可以大大减轻发动机的结构重量。高性能材料必须具有轻质、高强韧、耐高温、抗氧化、耐腐蚀[3]等特点。加快我国TG6钛合金的研究进程，促进相应制造技术水平的提高，研制的合金在我国先进航空发动机上得以应用，以提高我国航空发动机的性能水平，对于建立我国完整的航空发动机高温钛合金材料体系、促进先进航空发动机技术发展具有极其重大的图1试验用TG6钛合金盘锻件作者简介：余槐（1977-），工程师，焊接工艺及设备专业；研究方向：航空航天材料的电子束焊接技术。收稿日期：2012-03-139制造技术研究2012年4月第2期试验用料为采用模锻工艺获得的TG6钛合金锻表1所示。盘

6、件，锻件编号为6-5＃（见图1），其化学成分如表1TG6钛合金名义化学成分和实测结果wt%合金元素杂质元素TiAlSnZrNbTaSiCFeNO名义成分基5.84.04.00.71.50.40.06------实测结果基5.723.923.760.621.600.460.0620.040.0090.0662.2试验方法寸为12.5mm×12.5mm×60mm。图3为试验中所测试的峰值温度1100℃以不同的冷却速度冷却至500℃的焊接热循环曲线，整个试验过程比较稳定，相同试验条件的方棒试样保证3根，试验重复性好，热模拟试验后的试样见图4。12001000图2Gleeble3500电阻加

7、热式试验机8005℃/s600焊接热模拟试验是在北京航空材料研究院温度/℃25℃/s0.5℃/s400Gleeble3500电阻加热式试验机上进行的（见图2）。空冷200拟定加热峰值温度为1100℃，加热升温速度水冷00200400600800100012001000℃/s，保温60s，冷却速度控制温度区间：1100～时间/s500℃，冷却速度分为0.5℃/s、5/℃s、25℃/s、空冷图3热模拟试验热循环曲线（自然冷却）、人工冷却（水冷）5种规范。热模拟