Effect of heat treatment on microstructure and hardness of Ti2AlNb linear friction welding joint
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摘要: 对Ti2AlNb合金进行了线性摩擦焊试验以及焊后热处理研究. 着重分析了Ti2AlNb合金线性摩擦焊接头焊合区,热力影响区的显微组织特点以及组织演变规律,结合焊后热处理,探讨了热处理温度对接头的影响规律. 试验结果表明,采用线性摩擦焊可实现Ti2AlNb合金可靠连接,接头无微裂纹、孔洞等缺陷. 焊态Ti2AlNb合金接头的焊合区为亚稳态β组织和极少量的变形α2相,热力影响区含变形α2相和O相,以及亚稳态β相. 热处理后,针状O相在亚稳态β相中析出,并随着热处理温度升高(从700 ~ 900 ℃)而长大. 700 ℃热处理后,接头显微硬度明显升高,但随着热处理温度的升高,显微硬度下降.Abstract: Linear friction welding (LFW) test and post-weld heat treatment of welded joints of Ti2AlNb alloy were carried out. The microstructure evolution in recrystallization zone and thermo-mechanical affected zone of Ti2AlNb LFW joint with post heat treatment were analyzed. The results showed that high quality joint of Ti2AlNb without microcrack and microvoid could be formed by LFW. WZ (weld zone) consisted of metastable β phase and few of twisted α2. TMAZ was made of O phase, metastable β phase and much of twisted α2 phase. After heat treatment, metastable β broke down into O lamina precipitate and the size of O lamina increased with the temperature from 700 °C to 900 °C. Microhardness increased obviously after heat treatment at 700 °C while it decreased with the increasing of temperature.
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Keywords:
- intermetallic compound /
- linear friction welding /
- microstructure /
- heat treatment
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[1] 郭和平, 曾元松, 李志强. O相合金Ti2AlNb的超塑性研究进展[J]. 航空制造技术, 2009, 10: 64 − 67 [2] Guo Heping, Zeng Yuansong, Li Zhiqiang. Research progress of superplasticity of intermetallic Ti2AlNb orthorhombic alloys[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2009, 10: 64 − 67
[3] Froes F H, Suryanarayana C, Eliezer D. Review: synthesis, properties and applications of titanium aluminides[J]. Journal of Materials Science, 1992, 27: 5113 − 5140.
[4] Feng Aihan, Li Bobo, Shen Jun. Recent advances on Ti2AlNb-based alloys[J]. Journal of Materials and Metallurgy, 2011, 10(1): 30 − 38
[5] Kumpfert J. Intermetallic alloys based on orthorhombic titanium aluminide[J]. Advance Engineering Material, 2001, 3: 851 − 864.
[6] Wu Huiqiang, Feng Jicai, He Jingshan et al. Structure and crack forming susceptibility of TiAl based alloy joints by electron beam welding[J]. Journal of Materials Engineering, 2005, 4: 7 − 10
[7] Zou Guisheng, Bai Hailin, Xie Erhu, et al. Solid diffusion bonding of Ti-22Al-25Nb O phase alloy[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2008, 18(4): 577 − 584
[8] 冯艾寒, 李渤渤, 沈 军. Ti2AlNb 基合金的研究进展[J]. 材料与冶金学报, 2011, 10(1): 30 − 38 [9] 吴会强, 冯吉才, 何景山, 等. 电子束焊接TiAl基合金接头组织结构及其裂纹产生的敏感性[J]. 材料工程, 2005, 4: 7 − 10 [10] Zhang Tiancang, Li Jing, Ji Yajuan, et al. Structure and mechanical properties of TC4 linear friction welding joint[J]. Transactions of the China Welding Institution, 2010, 31(2): 53 − 56
[11] 邹贵生, 白海林, 谢二虎. O相合金Ti-22Al-25Nb固态扩散连接[J]. 中国有色金属学报, 2008, 18(4): 577 − 584 [12] Ji Yajuan, Liu Yanbing, Zhang Tiancang, et al. Structure and mechanical properties of TC4/TC17 linear friction welding joint[J]. Transactions of the China Welding Institution, 2012, 33(10): 109 − 112
[13] 张田仓, 李 晶, 季亚娟, 等. TC4钛合金线性摩擦焊接头组织和力学性能[J]. 焊接学报, 2010, 31(2): 53 − 56 [14] Dalgaard E, Wanjara P, Gholipour J, et al. Linear friction welding of a near-b titanium alloy[J]. Acta Materialia, 2012, 60: 770 − 780.
[15] Vairis A, Frost M. On the extrusion stage of linear friction welding of Ti6Al4V[J]. Materials Science and Engineering, 1999, 271: 477 − 484.
[16] Romero J, Attallah M M, Preuss M, et al. Effect of the forging pressure on the microstructure and residual stress development in Ti–6Al–4V linear friction weld[J]. Acta Materialia, 2009, 57: 5582 − 5592.
[17] Chamanfar A, Jahazib M, Gholipourb J, et al. Maximizing the integrity of linear friction welded Waspaloy[J]. Materials Science and Engineering A, 2012, 555: 117 − 130.
[18] 季亚娟, 刘燕冰, 张田仓, 等. TC4/TC17线性摩擦焊接头组织及力学性能[J]. 焊接学报, 2012, 33(10): 109 − 112 [19] Raghavan V. Al-Nb-Ti (aluminum-niobium-titanium)[J]. Journal of Phase Equilibria and Diffusion, 2005, 26(4): 360 − 368.
-
期刊类型引用(28)
1. 崔健伟,张鹏,王立新,聂新宇,李建国,邹运,董悦雷. 层间温度对GMA电弧增材制造不锈钢显微组织和力学性能的影响. 焊管. 2025(01): 35-40+49 . 百度学术
2. 陈正宇,范谨锐,蔡易高,黄楚岚,武威. 等离子弧焊梯度材料增材制造微观组织和性能研究. 精密成形工程. 2025(01): 205-213 . 百度学术
3. 刘源,寇浩南,何怡清,尤瑞昶,张鑫,滕居珩,李尧,张凤英. 增材制造316L不锈钢组织结构特征与硬化机理. 材料导报. 2024(03): 152-157 . 百度学术
4. 刘浩民,杨洪才,刘战,李子葳,孙俊华,张元彬. 基于粒子群优化算法的电弧增材制造焊道尺寸反向传播神经网络预测模型. 机械工程材料. 2024(02): 97-102 . 百度学术
5. 胡美娟,吉玲康,吴成武,王海生. 电弧增材制造工艺及其应用. 石油管材与仪器. 2024(02): 1-7 . 百度学术
6. 金宝,韩佳源,齐士明,高炼玲,朱强. 回火温度对CMT增材制造0Cr13Ni4Mo不锈钢组织和性能的影响. 电焊机. 2024(09): 85-89 . 百度学术
7. 温淳杰,姚屏,范谨锐,曾祥坤,喻小燕,武威. 316L不锈钢和镍基合金梯度材料MIG焊电弧增材制造工艺研究. 精密成形工程. 2024(10): 208-216 . 百度学术
8. 刘洁,赵训茶,王文文. 增材制造设备位置误差建模与补偿策略. 机电工程. 2024(12): 2261-2271 . 百度学术
9. 李志勇,韩冬雪,焦世坤,刘全福,于仓瑞,钱远宏,陈荣,刘洋. 激光增材制造在航天领域的实践与展望. 中国激光. 2024(24): 193-207 . 百度学术
10. 黄佳蕾,陈菊芳,姜宇杰,李小平,雷卫宁. TIG电弧增材制造308L不锈钢的显微组织与力学性能分析. 热加工工艺. 2023(01): 38-42+47 . 百度学术
11. 王德伟,鲍正浩. 激光选区增材制造420不锈钢件的组织及力学性能. 焊接技术. 2023(02): 1-4+113 . 百度学术
12. 李敬勇,叶凡凡,徐育烺,钱鹏. 焊接速度对308L不锈钢CMT电弧增材制造薄壁件组织及性能的影响. 塑性工程学报. 2023(04): 61-69 . 百度学术
13. 王瑞超,蔡川崎,韩善果,李会军. CMT增材制造316L不锈钢成形效率与组织分析. 金属加工(热加工). 2023(06): 18-23 . 百度学术
14. 胡若琪,纪康康,王颖,王东坡,杨振文. 316L不锈钢扩散焊接头组织性能分析. 焊接学报. 2023(05): 1-6+129 . 本站查看
15. 陈杰,王克鸿,孔见,彭勇,刘闯,董可伟,汪奇鹏,张先锋. 电弧增材制造不锈钢动态加载绝热剪切带内组织研究. 爆炸与冲击. 2023(07): 74-83 . 百度学术
16. 吕飞阅,王磊磊,高转妮,窦志威,贲强,高川云,占小红. CMT电弧增材制造过程电弧特性对熔滴过渡行为的影响机理研究. 机械工程学报. 2023(15): 267-281 . 百度学术
17. 李文清,郭纯,李云,黄光灿,吴随松,刘武猛. 双相不锈钢ER2594电弧增材制造组织与力学性能研究. 湖南工程学院学报(自然科学版). 2023(03): 27-32 . 百度学术
18. 李学军,朱平,尚建路,王龙,陈亮. 电弧增材制造的核级316L不锈钢组织及腐蚀性能研究. 热加工工艺. 2023(19): 24-27 . 百度学术
19. 胡彪,邓劲莲,蔡高参,王瑞权. 冷金属过渡电弧增材制造技术研究进展. 机电工程. 2022(03): 375-381 . 百度学术
20. 仲杨,秦晓波,郑志镇,李建军,王承. 石化容器用2.25Cr-1Mo-0.25V钢的CMT电弧熔丝增材制造工艺及组织性能研究. 中国机械工程. 2022(10): 1251-1259 . 百度学术
21. 范剑超,霍玉双,樊海卫. 工艺参数对电弧增材制造成形质量的影响. 山东建筑大学学报. 2022(05): 105-111 . 百度学术
22. 王卫军,郭紫威,代孝红,王鑫. 汽车液压油缸316L不锈钢复合增材工艺及性能研究. 应用激光. 2022(12): 59-65 . 百度学术
23. 崔鑫,薛飞,宋春男,彭娜,李勉. 激光金属沉积与冷金属过渡复合成形316L的组织与力学性能. 焊接. 2021(04): 19-24+63 . 百度学术
24. 韩智,陈瑞,王宇,张海军,孙瑞敏,何青松. 电弧熔丝增材制造技术研究进展. 特种铸造及有色合金. 2021(11): 1381-1386 . 百度学术
25. 董海,高秀秀,魏铭琦. 基于ACS-DBN的电弧增材制造焊道尺寸预测. 系统仿真学报. 2021(12): 2828-2837 . 百度学术
26. 杨东青,王小伟,王奕楷,范霁康,王克鸿. 高氮钢CMT电弧增材制造多道搭接表面质量评价. 焊接学报. 2020(04): 73-76+83+101 . 本站查看
27. 刘黎明,贺雅净,李宗玉,张兆栋. 不同路径下316不锈钢电弧增材组织和性能. 焊接学报. 2020(12): 13-19+97-98 . 本站查看
28. 邹鹤飞,李雪飞,庞伟强,王硕,张超. 1Cr18Ni9Ti扩散钎焊接头组织及性能. 焊接. 2019(12): 42-45+67 . 百度学术
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