第33卷第9期 2012年9月
焊接学报
TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION
Vol.33
No.9
September2012
振幅对线性摩擦焊接头组织和元素分布的影响
季亚娟，刘燕冰，张田仓，张传臣（1.中航工业北京航空制造工程研究所，北京100024； 2.中国人民解放军94170部队，西安710061)
摘要：针对航空发动机整体叶盘常用的TC11和TC17钛合金，在线性摩擦焊设备上进行了试件焊接，对TC11/TC17钛合金线性摩擦焊接头进行了金相组织观察和电子探针测试，并测量了焊接过程的温度，结果表明，当其它工艺参数不变时，TC17侧焊合区的宽度随着振幅的减小而变宽，两侧热力影响区的组织沿着受力方向被拉长，而焊核区的组织为动态再结晶组织。Cr元索的浓度变化距离随着报幅的增加面增大。焊接过程的温度可达到1200%℃，超过了钛合金的B转变温度
关键调：线性摩擦焊；钛合金；组织；温度
中图分类号：TC453 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2012)09-010104
季亚娟
稳定元素Crl1]，TC17母材组织是网篮组织.该合金具有高强度、断裂韧度好、率透性高和锻造温度范
线性摩擦焊是一种固相连接技术，在钛合金整体叶盘加工方面有如下优势，（1）固相焊接，能获得致密锻造组织的高性能优质焊缝；（2）可实现空心叶片整体叶盘的制造；（3）可实现异种材料的连接；（4）可对有损伤叶片的整体叶盘进行修复：（5）节约大量贵重金属，提高效率，降低制造成本，文中针对压气机用典型钛合金材料TC11（叶片材料）和TC17（轮盘材料）钛合金，开展异种材料钛合金线性摩擦焊连接机理探索。
试验方法
1
选用的是航空发动机钛合金整体叶盘常用的 TC11钛合金和TC17钛合金，TC11钛合金是一种综合性能良好的α-β型热强钛合金，在500℃以下有优异的热强性能（高温强度、蝠变抗力等），并且具有较高的室温强度，该合金还具有良好的热加工工艺性，可以进行焊接和各种方式的机加工，该合金主要用于制作航空发动机的压气机盘、叶片、鼓筒等零件，也可用于制造飞机结构件0]，其化学成分见表1.TC17钛合金是一种富β相的α-β型钛合金，化学成分如表2所示；含有α稳定元素Al，中性稳定元素Sn和Zr，同晶型β稳定元素Mo，共析型β
收稳日期：2011-12-12 万方数据
用宽等一系列优点、能够满足损伤容限设计的要求和高效益、高可靠性及低制造成本的要求]
表1TC11钛合金的化学成分（质量分数，%）
Table 1 Chemical compositions of TC11 titanium alloy
AI 4.5~5.5
Sn 1.6~2.4
Z
Mo
1.6-2.4
3.5-4.5
Cr 3.5-4.5
表2TC17钛合金化学成分（质量分数，%）
T 余量
Chemical compositions of TC17 titanium alloy
Table2
Al 5.8~7.0
Mo 2.8~3.8
Zr
si
0.8~2.0
0.20 ~0.35
T 余量
试样尺寸为130mm×75mmx×20mm，焊接面积为75mm×20mm.选用3组焊接工艺参数进行焊接，其它参数不变，1号、2号、3号试样振幅依次为4.2.3.3.2.5mm.在北京航空制造工程研究所自制的线性摩擦焊设备上进行焊接，焊后对试样进行飞边去除，利用线切割设备截取金相试样进行组织观察，并利用电子探针对接头典型元素浓度分布进行测试，研究接头不同位置及焊接参数对典型元素浓度分布的影响，焊后试样的切割方式及电子操针观察位置见图1.测量振幅为4.2mm时的接头温度，采用NiAl/NiCr热电偶测量界面温度，利用8 通道的温度记录仪记录测量的温度，