高温钛合金Ti60线性摩擦焊接头形貌特征及接头性能分析

对高温钛合金Ti60进行了线性摩擦焊接工艺研究,并对接头进行了退火处理,对比分析了退火前后接头形貌的微观组织变化,结合焊接参数的影响,分析了接头力学性能以及焊接能量输入对接头性能的影响。研究结果表明,接头强度可以达到与母材等强,但是塑性指标较低;焊接参数振幅对能量输入影响最大。焊后热处理能促使焊缝晶粒细化并均匀分布,但对热影响区和母材的组织影响不大。

Ti60高温钛合金氧化行为研究

研究Ti60高温钛合金在600～750℃范围内的氧化行为。氧化增重试验及XRD、SEM分析结果表明,Ti60合金在600～750℃范围内氧化0～100h条件下,由Wagner的氧化经验公式计算得氧化指数n在1～2之间,氧化激活能为256kJ/mol,氧化符合线性-抛物线混合规律。在600℃氧化100h及750℃氧化10h,氧化产物为TiO2,经750℃、100h长时间氧化后,表面有少量Al2O3生成,氧化物优先沿原始β晶界形核。氧除了会在试样表面形成氧化层外,还会向基体中扩散形成脆性富氧层,从而影响合金力学性能。随着氧化温度的升高和时间的延长,富氧层厚度增厚。

激光熔覆Ti60合金的工艺参数优化及组织性能研究

主要研究了激光熔覆Ti60合金的工艺参数对成形质量的影响,以及微观组织特征和拉伸性能。结果表明,激光熔覆Ti60合金试样的底部和顶部区域为β等轴晶粒,中部区域为β柱状晶,且尺寸随着激光功率的增加而增大。显微组织主要由板条α相和板间β相构成,且板条α相中有大量白色析出相产生,随着激光功率的增加,微观组织由网篮组织转变为魏氏组织。块体试样的显微硬度分布较为均匀,其硬度值在420~440 HV范围内波动。激光熔覆Ti60合金的室温抗拉强度为1128 MPa,断后延伸率和断面收缩率分别为8.8%和14.4%。当温度为300℃和600℃时,抗拉强度分别为932 MPa和739 MPa,在600℃时,断后延伸率和断面收缩率分别为11.7%和18.2%。激光熔覆Ti60合金试样在室温下的断裂方式为准解理断裂,高温下其断裂方式为韧性断裂。