TC11与TC17异质钛合金线性摩擦焊连接机理研究.pdf

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1、TCl1与TCl7异质钛合金线性摩擦焊连接机理研究木MicrostructureinLinearFrictionWeIdedDissimiUarTitaniumA¨oyTCllandTCl7Joint中航工业北京航空制造工程研究所郎波张田仓陶军郭德伦【摘要】为了探明TCll与TCl7异质钛合金线binginterfhceandthecrackingisobservedattheinterface性摩擦焊接头连接机理，采用扫描电镜来研究接头不ofWZandTMAZofTCl7．AttheDos“ionof10nlmd

2、is．同位置的微观形貌。结果表明，在振幅为3mm、频率taIlcef硒mthesurfhceofjoint，nodefectsaredetectedin为40Hz、摩擦压力为66．7MPa、摩擦时间为2s的条件theioint．Atacenainextent，microstructuresatthedifl、er．下，在接头表面表现为“摩擦磨损”特征。在距接头表entpositionofjointreflecttheprocessofmicmstnlctIlral面2．5mm处，接头具有“粘着剪切”特征，且原始摩擦

3、1．onnationintheioints．界面上有微孔存在，TCll钛合金发生了动态再结晶，Keywords：TitaniumaUoyLinearfnctionweId-而TCl7未发生动态再结晶。在距接头表面5mm处，ingMjcrOstructure界面上有微孔存在，且在TCl7焊缝与热机械影响区(TMAz)交界处产生裂纹。在距接头表面7．5mm处，整体叶盘与传统带有叶片榫头和榫槽的叶盘相比，原始摩擦界面无微孔存在，在Tcl7焊缝与TMAz交界将大大减轻发动机风扇、压气机的重量，减少气流损失，处有裂纹存在。在

4、距接头表面lOmm处。接头内无缺陷进而提高发动机效率，已成为未来高性能航空发动机的存在。接头内不同位置的形貌在一定程度上反映了接关键部件。风扇和高压压气机整体叶盘结构已经大量头的形成过程。应用于航空涡扇发动机上，如GE公司的YFl20、Fll0一关键词：钛合金线性摩擦焊微观组织132、F414增推型、F136、GEnx等发动机，Pw公司的『ABSTItACTlMjcrostmctllresatt}Iediff-erentpo—F119、F100—229A、F135发动机和IHPTET计划验证发si“onofline

5、ar衔ctionweldedTCllandTC17dissimil．动机．R·R公司的EJ200、BR715、TRENTl000等发动机，1artitaniumanoyiointareinvestigatedtounderst钔1dthe俄罗斯留里卡设计局的AL一31F、AL一37Fu等发动机⋯。mechanismofmicros仃LIcturalfonlla“onintheiointsusing由于叶片与轮盘的工作环境不同，叶片需采用高温、高周scanningelectronmicroscopy(SEM)．The

6、resultsshow疲劳性能好的钛合金材料，而轮盘需采用低周疲劳性能thatslidin2疔ictionandwearingoccuronthesurfaceof好的钛合金材料，因此，制造异质钛合金整体叶盘只能采iointundertheconditionsof3mm锄plitIldeofoscillation，用焊接的方法，从而使异质钛合金高质量的焊接技术已40Hz矗equencVofoscillation。66．7MPa仔ictionpressure成为整体叶盘制造与修复亟待解决的关键技术之一。and2swe

7、ldingtime．Featllresofstickingandshearing线性摩擦焊技术以其固态连接形成的高质量焊缝、fnctionareobtainedattheDositionof2．5mmdistance无烟尘和飞溅、无需填充材料和气体保护、材料损耗少、fromthesurfhceofjoint．Thercarepomsitiesexistingat焊缝缺陷少等优点，已成为航空发动机异质整体叶盘制theori鲥nalmbbinginIer蠡ce．Dynamicrecwstalliza“on造与修复的关键

8、技术．在一些先进发动机上已经取代电takesplaceintheregionclosetoTC1lparentmaterial．In子束焊来进行整体叶盘的制造。近几年，国内外已开展contrast，nodynamicrecrystallizationisobservedinthe大量的关于同质钛合金线性摩擦焊研究，揭示了线性摩re画onclosetoTCl7