第33卷第4期 2012年4月
焊接学报
TRANSACTIONSOFTHECHINA WELDINGINSTITUTION
Vol.33 April
No.4 2012
异质钛合金线性摩擦焊接头微观组织与显微硬度分析
张传臣，黄继华，张田仓，季亚娟
（1.北京科技大学材料与工程学院，北京100083：2.北京航空制造工程研究所，北京100024）
摘要：选用优化的工艺参数对TC4/TC17异质钛合金进行线性摩擦焊及测温试验.焊后利用光学显微镜、扫描电镜及显微硬度仪等对接头微观组织及显微硬度进行分析结果表明，线性摩擦焊接过程中界面温度超过1200℃、超过βB相变温度，在焊后冷却过程中发生再结晶，产生细小针状组织，界面混合区再结晶组织有等轴化基至球化现象.TC4侧热力影响区由被拉长的α相及破碎的β相组成，TC17侧热力影响区的α相和B相被拉长细化TC4侧热力影响区组织发生应变强化，TC17侧热力影响区靠近焊缝侧发生一定的软化现象，靠近母材侧强化现象明显
关键词：线性摩擦焊：钛合金：显微组织：再结晶：显微硬度
中图分类号：TG453+.9 0序言
文章编号：0253-360X(2012)04009704
文献标识码：A
线性摩擦焊为固相连接技术，能够形成高质量的连接，随着其在制造和修复航空发动机整体叶盘中的应用发展，线性摩擦焊技术得到了很大的发展，近年来国内外对线性摩擦焊也开展了一系列的研究工作1-4).但研究的重点主要集中在同种材料的焊
接，对于异质材料的连接报告还比较少，TC4，TC17 钛合金具有较高的比强度和良好的抗腐蚀性能，广泛应用于航空航天领城，尤其是在飞机发动机叶片和轮盘方面占有举足轻重的地位，文中以航空发动机整体叶盘的应用为前提，以TC4，TC17为试验材料，研究TC4/TC17异质材料线性摩擦焊的组织特点，为异质钛合金整体叶盘的应用提供理论基础，
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试验方法
试验中TC4（Ti-6AI-4V）钛合金其母材组织为
等轴的初生α相、片状次生α相和少量保留β相（片状次生α相和保留β相的混合体通常称为转变 β组织），如图1a所示.试验中所用的另一种材料为TC17（Ti-5AI-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr）钛合金，是一种富 β相的α-β型钛合金，其组织形貌如图1b所示， TC17母材为网篮组织，α相在整个晶粒内部均匀弥散析出.
收稿目期：2011-03-12 万方数据
(a) TC4(b) TC17
张传臣 50μm
图1母材组织形貌
Fig.1Microstructureofbasemetal
试件尺寸为130mm×75mm×20mm.在北京航空制造工程研究所自行研制的LFW-20T型线性摩擦焊机上进行试验，焊接工艺参数见表1.图2为线性摩擦焊接过程示意图，焊后施加顶锻力，测温仪为YOKOGAWA（恒河）-DX2000新型网络无纸记录仪.测量周期为125ms，热电偶丝材料为NiAI和