TC4鈦合金的激光熔凝處理及其在擴(kuò)散焊接中的應(yīng)用研究.pdf

1、提高飛行器、航天器關(guān)鍵部件的使用溫度對(duì)航空航天工業(yè)意義重大，采用層板冷卻結(jié)構(gòu)是熱防護(hù)的有效手段。擴(kuò)散焊接是層板冷卻結(jié)構(gòu)制造的重要工藝，但高溫裝置要求的高溫抗蠕變性與超塑性擴(kuò)散焊接要求的組織超塑性之間存在不可調(diào)和的矛盾。采用激光熔凝工藝對(duì)待擴(kuò)散焊接表面進(jìn)行預(yù)處理，可以在不影響材料整體性能的條件下，在材料擬連接表面獲得可促進(jìn)擴(kuò)散焊接的細(xì)化組織。
　　本文通過(guò)數(shù)值模擬和試驗(yàn)相結(jié)合的手段，研究了TC4鈦合金激光熔凝組織的特征和性質(zhì)，以及熔

2、凝組織的加熱轉(zhuǎn)變規(guī)律和擴(kuò)散焊接特性。利用SYSWELD有限元軟件建立了溫度-相變-應(yīng)力三場(chǎng)耦合計(jì)算的有限元模型，對(duì)溫度場(chǎng)、相變場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了分析；進(jìn)行了激光熔凝試驗(yàn)，通過(guò)金相觀察發(fā)現(xiàn)形成了熔凝區(qū)、熱影響區(qū)和基體區(qū)三個(gè)區(qū)域，熔凝區(qū)組織得到了細(xì)化，形成了由針狀馬氏體交織而成的網(wǎng)籃組織。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了不同工藝參數(shù)對(duì)組織特征、熔池深度、顯微硬度分布的影響規(guī)律，確定了TC4激光熔凝的工藝參數(shù)；探討了熔凝組織的加熱轉(zhuǎn)變規(guī)律，發(fā)現(xiàn)熔凝組織在加熱過(guò)程

3、中進(jìn)行了再結(jié)晶過(guò)程，轉(zhuǎn)變成了細(xì)小的等軸組織；在溫度850℃、時(shí)間20min、壓力8MPa、真空度1×10-3Pa的條件下進(jìn)行了TC4激光熔凝組織的擴(kuò)散焊接試驗(yàn)，并與原始組織的擴(kuò)散焊接進(jìn)行了對(duì)比，通過(guò)組織觀察發(fā)現(xiàn)激光熔凝組織的擴(kuò)散焊接接頭為由片狀α、β相交織而成的網(wǎng)籃組織，形成大量跨越原始界面的晶粒。通過(guò)焊合率檢測(cè)、剪切強(qiáng)度測(cè)量發(fā)現(xiàn)激光熔凝組織的擴(kuò)散焊接接頭的焊合率和剪切強(qiáng)度比原始組織的擴(kuò)散焊接接頭明顯提高。通過(guò)斷口形貌分析發(fā)現(xiàn)激光熔凝組