异质TC17线性摩擦焊接头焊后时效处理组织与性能

摘要

线性摩擦焊是制造航空发动机整体叶盘的关键技术.通过光学显微镜、扫描电镜、电子式万能试验机及显微硬度仪对比分析了TC17(α+β)/TC17(β)钛合金线性摩擦焊接头焊态及不同时效温度下接头的组织与性能.结果表明,焊态下焊合区及附近区域的微观组织为过冷β细晶,硬度最低;经焊后时效处理,析出了细小针状α相,硬度升高.焊后时效温度为400℃时,焊合区及附近区域的硬度值明显提高,焊接区脆化.焊后时效温度为630℃时,接头弯曲角度最高,但强度降低.综合焊接接头的硬度、弯曲与拉伸性能优化出的焊后时效温度为550℃.接头弯曲角度和抗拉强度分别达到母材的36%和95%. TC17(α+β)侧热力影响区(thermal-mechanical affected zone,TMAZ)受力后微观塑性变形更均匀,其强塑性能均优于TC17(β)侧TMAZ.接头的弱化区对应于TC17(β)侧TMAZ硬度变化梯度及组织梯度最大的区域.相比母材,接头的塑性损失比强度损失要大得多.