TC11∕TC17线性摩擦焊飞边及焊缝微区特征分析

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1、焊接接头组织和性能MICROSTRUCTUREANDPROPERTYOFWELDINGJOINTTC11/TC17线性摩擦焊飞边及焊缝微区特征分析Micro-AreaCharacteristicAnalysisofTC11/TC17LinearFrictionWeldingFlashandWeld季亚娟张田仓中航工业北京航空制造工程研究所航空焊接与连接技术航空科技重点实验室李晓红郭德伦[摘要]对TC11/TC17异种钛合金线性摩擦焊飞边和接头的组织进行了分析。研究结果表明，焊接飞1试验材料及方法边组织不是

2、2种钛合金的混合组织而是由TC11钛合本试验选用的是航空发动机钛合金整体叶盘常用金、过渡区和TC17钛合金组成。而线性摩擦焊接头由的TC11钛合金和TC17钛合金。TC11钛合金是一种综TC11母材、TC11侧热力影响区、焊合区、TC17侧热力合性能良好的α-β型热强钛合金，在500℃以下有优影响区、TC17母材组成，两侧热力影响区组织沿着飞边异的热强性能（高温强度、蠕变抗力等），并且具有较高[1]挤出方向被拉长，而两侧焊合均发生动态再结晶，并在室温强度。其主要化学成分见表1，母材由等轴α相焊合线处形成了

3、共生晶粒。和β转变组织组成，α相约占60%，尺寸约为15μm，关键词：线性摩擦焊钛合金显微组织见图1。[ABSTRACT]TC11andTC17titaniumareusuallyusedintheaero-engineblisk.TC11andTC17arecon-nectedbyLFW,andthemicrostructureofitsweldingflashandjointisinvestigatedinthepaper.TheresultsshowthattheflashiscomposedofT

4、C11,intermixtureofTC11andTC17,TC17ratherthanisonlymixedbyTC11andTC17.50μm20μmThejointisdividedintoTC11basemetal,TC11thermal（a）金相组织（b）扫描电镜组织mechanicalaffectedzone(TMAZ),weldingzone,TC17图1TC11母材组织TMAZandTC17basemetal.ThephasesandgrainintheFig.1Microstructur

5、eofTC11basemetalTMAZareelongatedalongthedirectionoffriction.Dy-namicrecrystallizationhappensintheweldingzoneandTC17钛合金是一种富β相的α-β型钛合金，该commongrainsareformedintheinterface.合金具有高强度、断裂韧度好、淬透性高和锻造温度范[1]Keywords:LinearfrictionweldingTitaniumal-围宽等一系列优点，用于航空发动机整

6、体叶盘制造，loyMicrostructure主要化学成分见表1。其组织为典型的网篮组织，由片DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.11.062层α和β相组成，α相长度约为10~30μm，宽度约为0.5~1μm，见图2。随着战斗机的不断更新换代，对发动机提出了更高表1TC11和TC17钛合金的化学成分（质量分数）%的要求，以满足其推力和减重的要求。整体叶盘就是实钛合金AlMoZrCrSnTi现这一目标的关键结构之一，它具有减重、简化结构、增TC11钛合金6.73.51.8——

7、余量效等优点，已用于我国第四代战斗机发动机。线性摩擦TC17钛合金5.04.21.93.92.0余量焊在异种钛合金整体叶盘加工方面有独特的优势，具有接头性能好、焊接质量稳定、可实现异种材料焊接、焊接待焊试样尺寸：130mm×75mm×20mm，焊接面积过程可自动化控制等优点，国外已经将该技术用于异种为75mm×20mm，焊后对接头和飞边截取试样，进行金钛合金整体叶盘的制造。TC11和TC17钛合金具有良相组织、扫描电镜组织和透射电镜组织观察，研究飞边好的室温和高温性能，是发动机整体叶盘的常用材料。及接头组

8、织特点，揭示线性摩擦焊接头组织形成规律。因此，本文针对TC11和TC17钛合金线性摩擦焊接头开展组织分析研究，为TC11和TC17钛合金线性摩擦2接头组织分析焊整体叶盘研制奠定基础。2.1焊接飞边组织分析62航空制造技术·2015年第11期焊接接头组织和性能MICROSTRUCTUREANDPROPERTYOFWELDINGJOINT急剧下降，发生再结晶的金属在被挤出形成飞边时，将附近未发生再结晶的金属一同带出，形成该组织特征