TC4钛合金搅拌摩擦焊厚度方向的显微组织

分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》

姬书得 温泉 马琳 李继忠 张利

摘要： 采用搅拌摩擦焊(friction stir welding, FSW)实现了2 mm厚TC4 钛合金连接, 结合数值模拟结果研究了温度分布对焊缝沿厚度方向显微组织特征和接头力学性能的影响规律. 结果表明, 当焊接速率为50 mm/min 且转速为300 r/min 时, 靠近焊缝表面的材料温度峰值超过b 相变温度. 随着到焊缝表面距离的增加温度峰值逐渐变小, 靠近焊缝底部的材料未超过b 相变温度. 在温度峰值超过b 相变的焊缝区域, 显微组织是由初生a 相、板条状a 相和剩余转变b 相组成, 且焊缝内部的板条状a 相尺寸大于近表面区域. 焊缝底部受到动态再结晶作用, 呈现尺寸较小的a 和b 双相组织, 且b 相在a 相基体上分布更均匀. 当转速提高到350 r/min 时, 沿焊缝厚度方向上的超过b 相变温度的区域变宽, 板条状a 相所占面积和尺寸增大, 组织中出现板条状a 相丛. 取向不同的板条状a 相散乱分布于组织中, 阻碍裂纹扩展, 利于接头的抗拉强度.

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