热处理工艺对TA15线性摩擦焊接头组织和力学性能的影响

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1、焊接接头组织和性能MICROSTRUCTUREANDPROPERTYOFWELDINGJOINT热处理工艺对TA15线性摩擦焊接头组织和力学性能的影响EffectofHeatTreatmentProcessonMicrostructureandMechanicalPropertyofTA15LinearFrictionWeldingJoint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刘颖张田仓张传臣[摘要]针对TA15钛合金线性摩擦焊接头，研究中发挥着不可替代的作用。其中，TA15钛合金属于高了不

2、同热处理工艺对接头组织和力学性能的影响。研Al当量的近α型钛合金，名义成分为Ti-6Al-2Zr-1Mo-究结果表明：热处理过程中，针状亚稳态组织转变为片1V，具有中等的室温强度和高温强度，良好的热稳定性和[2]层α相+保留β相，并且随着热处理温度升高，片层焊接性能，较高的比强度、抗蠕变性和抗腐蚀性。目前，结构逐渐增大。力学性能试验表明，接头拉伸断裂位置TA15钛合金被广泛应用于制造高性能飞机的重要结构均在母材处，热处理后的焊接接头抗拉强度和屈服强度部件，其被用于制造焊接承力结构也成为近年来的研究[3]均高于焊态，且疲劳

3、性能和冲击性能得到改善。为保证热点。TA15钛合金线性摩擦焊接头获得较高的综合性能，热线性摩擦焊是近几年发展起来的一种新型固相焊处理温度不应高于750℃。接技术，能够实现材料的可靠和优质连接。与常规焊接关键词:TA15钛合金线性摩擦焊接头组织力与连接技术相比，线性摩擦焊具有许多优点：能够获得学性能致密的锻造组织，接头综合力学性能良好；焊接过程在[ABSTRACT]Theeffectofheattreatmentprocess大气环境下进行，无需气体保护和真空条件；可焊接大onthemicrostructureandmec

4、hanicalpropertiesofTA15尺寸、大截面以及异种金属材料的钛合金等有色金属构[4-5]linearfrictionwelding(LFW)jointisinvestigatedinthis件。因此，线性摩擦焊技术在飞机和航空发动机结paper.Theresultsshowthatthemicrostructureofneedle-构的制造中拥有广阔的应用前景。线性摩擦焊应用于likemetastabilitytransformstothelamellarαphaseandβTA15钛合金构件整体制造已经

5、成为设计人员的共识，phaseduringtheheattreatmentprocess.Asthetemperature并且已经进行了大量工艺试验，然而对TA15钛合金线ofheattreatmentprocessincreases,thelamellaofthe性摩擦焊后的接头热处理工艺的研究仍是这一领域的microstructureincreases.Thefracturepositionsofthetensile空白。samplesareallpresentedonthebasemetal.Themechanic

6、al本文通过对TA15线性摩擦焊接头进行不同的焊后properties,namedthetensilestrength,yieldstrength,are热处理工艺试验，研究热处理后焊接接头的组织和力学betterthanthebasemetalafterheattreatmentprocess.And性能变化趋势，为TA15钛合金线性摩擦焊结构的实际thefatiguestrengthandimpactpropertiesincreaseafterthis应用提供技术基础。process.Inordertoobtain

7、highersyntheticalperformanceoftheweldjoint,thetemperatureoftheheattreatmentprocess1试验方法和过程shouldnotexceed750℃.试验材料为TA15钛合金锻件，状态为退火Keywords:TA15titaniumalloyLinearfriction态+吹砂酸洗处理，母材组织为等轴α+针状weldingMicrostructureofweldjointMechanical的（α+β）组成，如图1所示。焊接试样尺寸为property2

8、0mm×130mm×750mm，每2块试样进行对接焊。焊DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.11.087后采用3种热处理温度对接头进行退火处理，分别为650℃、750℃、850℃，保温时间均为3h。分别对焊态和[1]目前，铝合金、钛合金、复合材料是先进飞机的主热处理态的接头金相组织进行