厚板TC4钛合金电子束焊接头组织和力学性能研究

对30 mm厚TC4钛合金进行电子束焊接试验,通过金相分析以及显微硬度测试对焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,TC4钛合金母材由等轴α以及部分β转变组织组成,焊缝区组织在纵向上具有不均匀性。焊缝顶部β柱状晶粗大,沿熔合线向顶部生长,中部和下部柱状晶相对较小,垂直熔合线向焊缝中心对称竞相生长。β晶粒内部微观组织为针状马氏体,马氏体尺寸从焊缝顶部到底部逐渐减小。热影响区显微组织为等轴初生α相和α'针状马氏体,以及未完全转变的β相。焊缝区和热影响区显微硬度值高于母材;在焊缝区纵向上,顶部显微硬度值为340 HV,随着距离焊缝顶部距离的增加,硬度值显著增大,最大值为435 HV。

热处理对TC4钛合金厚板组织和性能的影响

采用正交试验方法,研究了不同热处理制度对TC4钛合金厚板显微组织和力学性能的影响。结果表明,固溶温度对合金显微组织、室温拉伸强度、塑性和断裂韧性影响很大。相变点下固溶时合金组织为双态组织,相变点上固溶时合金组织为魏氏组织;当固溶温度从975℃相变点下增加到1045℃相变点上时合金的强度变化不大,合金的塑性大幅下降,而合金的断裂韧性逐渐升高;TC4钛合金厚板在975℃/10 min+670℃/1 h热处理,可获得最佳强度-塑性匹配,在995℃固溶处理,670~760℃时效处理可获得最佳强度-韧性匹配。

TC4钛合金厚板的组织与性能

对新研制的TC4半成品厚板的组织、拉伸性能、断裂韧性、疲劳性能进行了分析,指出厚板生产中的制坯工艺、轧制道次间的变形量控制及退火工艺控制是获得优良组织性能板材的关键.

电子束焦点位置对TC4板材焊接接头显微组织的影响

目的针对厚板TC4合金真空电子束焊缝组织不均匀的问题,通过改变不同焦点位置,分析焊接接头显微组织特征。方法采用真空电子束对厚度为20 mm的TC4板进行对接试验,用光学显微镜和显微硬度计对焊缝不同位置的显微组织进行观察与分析。结果采用表面聚焦时,可获得成形良好的"I"型焊缝;焊缝显微组织由柱状β相转变组织组成;表面聚焦状态下电子束流密度大,气孔较少,截面成形最好;接头显微硬度沿熔深方向上呈梯度分布,接头底部显微硬度最高,顶部硬度最低。结论不同聚焦状态下焊缝中部晶粒存在较大差别,表面聚焦晶粒最为细小。接头沿熔宽方向上的显微硬度呈"W"型分布,沿熔深方向呈梯度分布。

TC4钛合金厚板电子束焊接接头的组织与性能

采用真空电子束对20mm厚的TC4钛合金板材进行对接,探讨了电子束流对接头显微组织及力学性能的影响。结果表明,焊缝晶粒尺寸随熔深的增大而减小,晶粒尺寸梯度随束流的增大而减小;电子束流从95mA增大至105mA时,焊缝上部的α′和晶间α相以及α′板条束大于中部和下部,且随着束流的增大,晶间α相变宽、α′板条束变粗大;束流减小至85mA时,焊缝下部没有晶间α相和α′板条束产生。接头强度高于母材,束流为95mA时,强度达到最高,为1 265 MPa,接头为韧性断裂和准解理断裂的混合断裂方式。

热处理制度对90mm TC4 ELI宽幅厚板组织及性能的影响

研究了不同热处理制度对90×3,200×3,200mm TC4ELI厚板显微组织和力学性能的影响。结果表明:经720℃~930℃不同的热处理制度处理后,板材显微组织均为均匀细小的α+β组织,随着退火温度的升高,α相呈球化长大趋势;当在930℃退火时,厚板组织得到了完全再结晶,晶粒的等轴化程度更好,条状相的尺寸发生明显变化,长宽比减小,次生相增多,且力学性能满足GB/T3621-2007要求,纵横向性能基本接近。在相变点以上的1,000℃进行退火后,厚板组织呈典型的魏氏组织,力学性能满足AMS4905要求。