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Ti17合金电子束焊接接头组织与性能研究

作　者: 张剑平
导　师: 许鸿吉
学　校: 大连交通大学
专　业: 材料加工工程
关键词: Ti17合金电子束焊组织形态力学性能
分类号: TG407
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

Ti17(Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr)合金是一种富β稳定元素的α-β两相型钛合金。它是上世纪70年代初由美国通用电器(GE)公司开发的以高强度、高淬透性和高断裂韧性为特征的近β型钛合金,该合金锻造温度范围宽,特别适合于制作大截面锻件,在航空工业中具有广阔的应用前景。Ti17合金在保护措施良好的条件下可以采用TIG、MIG、电子束焊及摩擦焊等多种方法进行焊接。由于钛合金的活性强,熔化焊时需要用惰性气体或真空进行保护。而电子束焊具有焊缝深宽比高、焊件变形小、焊接冶金质量好等特点,尤其适用于钛及钛合金等活性金属的焊接。本课题通过室温拉伸、室温缺口拉伸、室温冲击、高温拉伸、持久拉伸及显微硬度等力学性能试验和金相显微组织分析、断口扫描分析等,对Ti17合金电子束焊接接头的组织和力学性能进行了分析和研究。研究结果表明:用电子束焊接Ti17合金可获得室温及高温性能良好的焊接接头,其接头的抗拉强度不低于母材,焊缝的缺口敏感系数均小于1,焊缝具有较高的冲击韧度。焊缝区和热影响区的硬度均高于母材,焊缝区组织与母材组织基本相同,都是α相上分布着沿晶界及晶内析出的细针状β相,焊缝区的晶粒度要比母材的晶粒度粗大。本文还对合金电子束焊接接头组织形态、力学性能和断口形貌之间的内在联系进行了探讨,为Ti17合金的进一步推广应用提供理论依据,为各航空材料电子束焊接结构提供完整性评定。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-16
  1.1 本课题研究的目的及意义  7-8
  1.2 钛合金在国内外航空领域的应用现状  8-10
  1.3 钛及钛合金焊接特点  10-14
    1.3.1 钛及钛合金的主要特点  10
    1.3.2 钛及钛合金的焊接性分析  10-12
    1.3.3 钛合金的焊接工艺  12-14
  1.4 本课题的主要研究内容与方法  14-16
第二章试验材料及方法  16-20
  2.1 试验材料及焊接试验参数  16-17
    2.1.1 试验材料  16
    2.1.2 电子束焊接试验参数  16-17
  2.2 试验方法及设备  17-19
    2.2.1 室温拉伸试验  17
    2.2.2 室温缺口拉伸试验  17-18
    2.2.3 室温冲击试验  18
    2.2.4 高温拉伸试验  18-19
    2.2.5 持久拉伸试验  19
    2.2.6 断口形貌分析  19
    2.2.7 金相组织观察  19
    2.2.8 显微硬度试验  19
  本章小结  19-20
第三章试验结果与分析  20-45
  3.1 前言  20
  3.2 室温拉伸试验结果与分析  20-25
  3.3 室温缺口拉伸试验结果与分析  25-29
  3.4 室温冲击试验结果与分析  29-32
  3.5 高温拉伸试验结果与分析  32-36
  3.6 持久拉伸试验结果与分析  36-41
  3.7 显微硬度试验结果与分析  41-42
  3.8 金相组织观察与分析  42-44
  本章小结  44-45
第四章讨论  45-47
  4.1 焊接接头力学性能分析  45
  4.2 焊缝组织形成机理  45-47
结论  47-48
参考文献  48-50
攻读硕士学位期间发表的学术论文  50-51
致谢  51-52

Ti17合金电子束焊接接头组织与性能研究

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