近α相鈦合金與奧氏體不銹鋼的相變超塑性擴(kuò)散焊接研究.pdf

1、在航空航天、化工等領(lǐng)域經(jīng)常需要對鈦合金和不銹鋼進(jìn)行焊接。目前應(yīng)用的焊接方法主要有熔焊、釬焊、爆炸焊和擴(kuò)散焊等，但是焊接所需溫度較高、得到的焊接接頭的性能難以滿足應(yīng)用要求。相變超塑性擴(kuò)散焊接是一種較新的焊接方法；相變超塑性狀態(tài)下，原子處于高度活化狀態(tài)，擴(kuò)散加速，從而可能在較低溫度和較短時(shí)間實(shí)現(xiàn)材料的良好連接。 該文利用相變超塑性擴(kuò)散焊接方法，在Gleeble-1500D型熱模擬試驗(yàn)機(jī)上對TA17近α鈦合金與0Cr18Ni9Ti奧氏

2、體不銹鋼進(jìn)行了直接對焊試驗(yàn)；對焊接接頭進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)；分析了焊接接頭的金相組織、顯微硬度分布、接頭成分分布及形成的物相；對拉伸斷口進(jìn)行了掃描電鏡觀察、成分分析和圖像分析。 分析了焊接接頭抗拉強(qiáng)度和焊接工藝參數(shù)之間的關(guān)系，得到了最佳工藝參數(shù)。當(dāng)循環(huán)上限溫度Tmax=890℃、下限溫度Tmin=800℃、循環(huán)次數(shù)N=10次、焊接壓力P=5MPa、加熱速度Vh=30℃/s、冷卻速度Vc=10℃/s，焊接接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)到最大值(307

3、MPa)，比其他方法得到的最大強(qiáng)度高出60MPa，同時(shí)最佳工藝條件下的焊接時(shí)間只有160s。 焊接接頭處形成了一系列過渡和TiFe、TiFe2、TiNi、σ相和β-Ti固溶體等相；隨著循環(huán)次數(shù)的增加和上限溫度的升高，鈦合金與不銹鋼之間的互擴(kuò)散加強(qiáng)，過渡區(qū)域的厚度和金屬間化合物的數(shù)量增加。斷口上同時(shí)存在以β-Ti為基的固溶體相和金屬間化合物相，斷口上固溶體所占面積比例越大，其相應(yīng)的接頭抗拉強(qiáng)度越高。 同時(shí)，分析了拉伸斷口形