大厚度Ti-6Al-4V ELI钛合金电子束焊接头的组织及力学性能

采用不同的焦点偏移量和扫描幅值对55 mm厚Ti-6Al-4V ELI钛合金板进行电子束焊接试验,通过金相分析、室温拉伸及显微硬度测试,研究了焊缝成型及接头的组织、力学性能。结果表明:当采用较小的焦点偏移量焊接时,扫描幅值的增加会显著降低焊缝深宽比,当焦点偏移量过大时,焊缝易出现咬边及明显的钉尖缺陷。焊缝组织为粗大的柱状晶,其内部由十字交叉状排列的针状马氏体α’相构成。当焦点偏移量为-15 mm、扫描幅值为0.2 mm时,接头抗拉强度比母材的高,沿熔深方向抗拉强度无明显差异,力学性能稳定。焊缝处平均硬度为323 HV,比母材高40 HV。

GH4780与GH6783异种高温合金电子束接头组织与性能

针对GH4780与GH6783两种高温合金所组成的焊接接头进行电子束焊接试验,对接接头厚度为6.5mm加3.5mm锁底。测试结果表明:这两种合金所组成的对接接头,焊接性能良好,未出现焊接缺陷;接头室温、高温拉伸强度与高温持久性能介于两种母材各自性能之间,接头拉伸试验断裂位置均处于母材强度较弱的GH6783合金一侧;焊缝组织主要为胞状晶组织和树枝晶组织。

中间层对K465高温合金电子束焊接裂纹敏感性及接头性能的影响

通过调节焊接热输入和添加中间层合金等方法研究高Al、Ti含量的K465铸造高温合金的电子束焊接裂纹敏感性。结果表明,减小焊接热输入和添加低Al、Ti含量的中间层能够改善合金的热裂纹倾向;焊缝及热影响区沿晶界析出的碳化物等低熔点液体薄膜受应力作用是产生热裂纹的主要原因。含Fe的中间层重新合金化焊缝金属,改善了焊缝组织的塑性、韧性,破坏了碳化物等低熔点相的连续性,避免焊缝凝固裂纹的产生;接头具有优异的室温及高温拉伸性能,但高温持久性能不足。

TiAl合金电子束焊接接头裂纹敏感性及组织与性能

通过调节焊接热输入、焊前预热及焊后缓冷等方法,研究了TiAl合金的电子束焊接裂纹敏感性,并测试了焊接接头的室温及高温拉伸性能。结果表明,减小焊接热输入和焊前预热及焊后缓冷工艺能够减小合金的裂纹倾向,改善焊缝组织的塑性、韧性,消除焊缝凝固裂纹的产生;焊接接头室温抗拉强度为367MPa,760℃高温抗拉强度为412.5MPa,室、高温拉伸试样全部断裂于母材部位,表明无裂纹的TiAl合金电子束焊接接头具有良好的室、高温拉伸性能。

电子束熔丝增材制造TC11钛合金组织及力学性能

采用电子束熔丝增材工艺制造了直径260 mm的试环。分析了不同热处理状态的增材制造TC11钛合金微观组织和室/高温拉伸性能及其各向异性。并测试分析了锻件基体晶粒2次热处理和锻件基体与增材界面处的组织和性能。结果表明:沉积态微观组织为沿<001>β方向生长的柱状晶。晶界存在连续α相,晶体内部由集束和网篮α相组成的片层组织。经950℃/2h/空冷+530℃/6h/空冷的热处理后晶界连续α相破碎,晶内α相宽度从1.1μm增加至1.8μm。并形成具有二次α相的双片层组织。锻件与增材过渡区锻件一侧,等轴初生α相转变为“雪花”状初生α相。锻件基体2次热处理后等轴初生α相轮廓光滑,转变β相比例增加,并形成大量细小的针状二次α相。沉积态室温及500℃高温拉伸性能均具有明显的各向异性。经过热处理后室/高温拉伸性能均获得改善并高于锻件要求且各向异性明显降低。与沉积态相比,热处理态室温抗拉强度和断后伸长率各向异性分别从4.4%和27.1%降低至1.6%和5.4%。柱状晶及其晶界连续α相是引起塑性各向异性的原因。锻件+增材界面处热处理后其室/高温拉伸性能均满足锻件要求。