高温钛合金扩散焊界面缺欠的形成及对力学性能的影响

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1、硕士学位论文高温钛合金扩散焊界面缺欠的形成及对力学性能的影响THEFORMATIONOFDEFECTSONDIFFUSIONBONDINGINTERFACEOFTIALLOYSUNDERELEVATEDTEMPERATUREANDTHEIREFFECTSONTHEMECHANICALPROPERTIES黄亮哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TQ404学校代码：10213国际图书分类号：621.791.05密级：公开工学硕士学位论文高温钛合金扩散焊界面缺欠的形成及对力学性能的影响硕士研究生黄亮导师张学习教授申请学位工学硕士学科材料学

2、所在单位材料科学与工程学院答辩日期2015年6月授予学位单位哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U.D.C:DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEFORMATIONOFDEFECTSONDIFFUSIONBONDINGINTERFACEOFTIALLOYSUNDERELEVATEDTEMPERATUREANDTHEIREFFECTSONTHEMECHANICALPROPERTIESCandidate：HuangLiangSupervisor：Prof.ZhangXuexiAca

3、demicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsScienceAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本课题用TA12钛合金和TA15钛合金作为研究对象。首先在不同的温度、压力、时间下分别焊接材料，用金相显微镜和扫描电

4、子显微镜观察界面缺欠分布，用拉伸实验测试接头的力学性能。根据结果分析扩散连接参数对界面缺欠的影响。然后用实验得到的最佳工艺参数进行接下来的实验。由于TA12钛合金的高温稳定性非常强，而目前关于它的基础研究还很有限，因此用TA12钛合金作为界面缺欠影响因素部分的实验材料；为了给TA15钛合金的工程应用提供参考依据，因此选用TA15钛合金作为人工缺欠实验部分的材料。比较不同扩散连接条件下界面缺欠的形态和接头的性能之后，发现TA12钛合金在940℃、2h、5MPa条件下，钛合金还是TA15钛合金在940℃、2h、2MPa条件下，在扩散连接界面的缺

5、欠最少，接头的强度和塑性均达到最佳状态。TA12钛合金的扩散连接效果受到合金成分的影响。TA12与TA12扩散连接时，界面存在缺欠，但是缺欠呈不连续分布，单个缺欠的平均长度较短。TA12与Ti2AlNb扩散连接时，缺欠贯穿整个界面，界面两侧焊合率很低。当TA12与TA15扩散连接时，界面处完全焊合，没有观察到扩散连接缺欠。当粗糙度小于Ra0.8时，扩散连接界面不产生缺欠，此时接头的强度和塑性并不随着粗糙的变化而变化。粗糙度大于Ra0.8时，扩散连接界面产生缺欠，随着粗糙度继续增加，缺欠的形态并未产生明显变化，只是缺欠的宽度方向尺寸有所增加。

6、随着随着界面缺欠宽度的增加，力学性能受到影响，强度和塑性均有所降低。利用止焊剂制备的人工缺欠在扩散连接过程中具有很高的稳定性，不会在压力作用下发生变形或者失效。接头的力学性能随着人工缺欠尺寸的增加逐渐降低。但是尺寸为0.8mm的人工缺欠是力学性能的突变点，缺欠大于0.8mm时，力学性能大幅下降。而在0.8mm以下时，接头的力学性能的损失程度很低。关键词：钛合金；扩散连接；缺欠；力学性能I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThematerialsforthisworkwereTA12andTA15titaniumalloy.Fir

7、stlythealloyswerebondedunderdifferenttemperatures,pressuresandlastingtime.Andthen,opticalmicroscope(OM)andscanningelectronmicroscope(SEM)wereemployedtoobservethedistributionofdefectsoninterface.Thirdly,Tensibletestswerecarriedouttoevaluatethemechanicalpropertiesofjoints.Ac

8、cordingtotheresults,thebestexperimentalparameterscouldbeobtained.TA12titaniumalloyhasgood