影響TC4鈦合金TIG焊接頭力學性能的因素研究.pdf

1、（類別::全日制碩士研究生全日制碩士研究生題目：影響影響TC4TC4鈦合金鈦合金TIGTIG焊接頭力學焊接頭力學性能的因素研究性能的因素研究英文題目：英文題目：ResearchonthefactorsofinfluencingTIGweldedjoints’mechanicalpropertyforTC4TitaniumAlloy研究研究生：高曉剛生：高曉剛學科名稱：材料科學與工程學科名稱：材料科學與工程指導教師：董俊慧指導教師：董俊慧

2、教授教授二○一二○一三年六月碩士學位論文碩士學位論文分類號分類號:學校代碼學校代碼::1010128128UDC:學號:2010123020101230內(nèi)蒙古工業(yè)大學碩士學位論文摘要鈦合金Ti6Al4V，因其具有的高強度、低密度、抗腐蝕性能、高溫抗氧化和高溫抗蠕變等性能，使之成為了航天航空工業(yè)、電力工業(yè)、航海、海洋工程、化工、汽車制造等領(lǐng)域中最具魅力的材料。但鈦合金通常存在焊接性較差，焊接過程中會產(chǎn)生氣孔、裂紋、脆化等缺陷以及出現(xiàn)晶粒粗

3、大的現(xiàn)象，將導致焊接接頭綜合力學性能下降。因此有必要針對這些問題開展研究，探討影響TC4焊接頭力學性能的因素，以便為其在工業(yè)中的更廣泛應(yīng)用提供依據(jù)。文章通過改變TIG焊接工藝參數(shù)：焊接電流、焊接速度，在不同的熱輸入條件下對3mm厚TC4鈦合金施焊，通過硬度、拉伸、彎曲等實驗，并綜合拉伸斷口特征形貌，測試和分析了焊后接頭的力學性能和斷裂方式；通過金相觀察，分析了TC4鈦合金焊接接頭的顯微組織結(jié)構(gòu)、焊接過程中的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，并進一步對接頭斷

4、口處晶粒大小和馬氏體針狀尺寸定量測定，探討了它們對接頭力學性能的影響規(guī)律，取得主要成果有：（1）通過分析TIG焊接接頭焊縫組織的顯微硬度分布曲線得出，焊縫中心部位的硬度值要顯著高于其熱影響區(qū)，略高于母材區(qū)，且在距離焊縫中心大約4~5mm處的熱影響區(qū)部位存在一個軟化區(qū)，說明焊縫處將具有較高的強度和變形阻力，軟化區(qū)可能是接頭的薄弱區(qū)域。（2）通過分析TC4鈦合金焊接接頭拉伸后的斷裂和變形情況得出，大部分試樣的斷裂部位在焊縫的熔合線處并偏向熱

5、影響區(qū)，焊接熱影響區(qū)的塑性及韌性要明顯低于母材，焊接接頭的抗拉強度較好：在焊接熱輸入為637.63Jmm時，TC4鈦合金TIG焊接頭的抗拉強度達到了母材的97.9%。說明此工藝條件下焊接的試樣接頭性能良好。（3）分析試樣的斷口形貌發(fā)現(xiàn)，4組工藝參數(shù)下的試樣具有共同的特征，斷口均較齊平，斷口附近截面收縮很小，可觀察到有撕裂棱，撕裂棱處有深淺不同的韌窩。從而得出TC4鈦合金TIG焊接接頭的斷裂形式客觀上以脆性斷裂為主。（4）對4組試樣的焊縫