大厚度TC21鈦合金電子束焊接接頭組織與性能研究.pdf

1、對56mm厚TC21鈦合金進行了真空電子束焊接試驗，通過拉伸試驗以及硬度試驗對接頭力學性能進行了評定，借助光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射（XRD）以及透射電子顯微鏡(TEM)對接頭各區(qū)域的顯微組織演化進行了分析，采用XRD/sin2方法對焊縫上表面和橫截面的橫向和縱向殘余應力分布進行了測量。
　　采用電子束焊接方法能夠成功實現(xiàn)大厚度 TC21鈦合金的連接，接頭強度高，焊縫成形良好。根據(jù)焊縫幾何特征的不同，

2、接頭可分為錐形，平行型和釘型三種類型。
　　根據(jù)組織特征的不同可以將接頭分為焊縫區(qū)、熱影響區(qū)、熔合區(qū)以及未受影響的母材。焊縫內(nèi)為柱狀β晶，其內(nèi)為馬氏體針。熱影響區(qū)又分為三個區(qū)域，即等軸晶區(qū)、完全β化區(qū)和不完全β化區(qū)。熔合區(qū)內(nèi)焊縫區(qū)柱狀晶和熱影響區(qū)等軸晶聯(lián)生，保證了可靠連接。馬氏體的析出與峰值溫度和冷卻速度有關，從焊縫到母材，馬氏體含量逐漸減少，β相含量逐漸增多。
　　熔深方向焊縫組織形態(tài)和抗拉強度一致，只是在焊縫上部組織尺寸

3、較大，各區(qū)域?qū)挾容^大，而在焊縫下部各區(qū)域?qū)挾容^窄，組織相對細小。不同熱輸入下接頭不同位置區(qū)域的抗拉強度十分接近，抗拉強度與該區(qū)域的寬度關系不大。
　　焊縫區(qū)內(nèi)硬度最高，其次是熱影響區(qū)I區(qū)和II區(qū)，而在接頭熱影響區(qū)III區(qū)出現(xiàn)硬度最低點，也說明了該區(qū)域材料在焊接過程中發(fā)生了軟化，拉伸斷裂在此處發(fā)生。這與接頭各區(qū)域中顯微組織相對應，析出針狀馬氏體的區(qū)域硬度升高，且馬氏體含量越大的區(qū)域，硬度越高。熱影響區(qū)內(nèi)出現(xiàn)軟化是因為該區(qū)出現(xiàn)α相向β