置氫鈦合金激光焊-超塑性整體成形關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文采用置氫處理的方法對鈦合金激光焊接接頭超塑性變形過程中的均勻性問題展開系統(tǒng)研究。通過高溫拉伸實驗方法研究了置氫激光焊接接頭超塑性變形行為，討論變形工藝對力學(xué)行為以及焊接接頭超塑性變形均勻性的影響，主要研究結(jié)果如下：
　　置氫處理可以改善TC4鈦合金激光焊接接頭超塑性變形組織狀態(tài)，提高焊接接頭超塑變形組織均勻性；置氫TC4激光焊接接頭可以承受高溫超塑性變形而不破壞;置氫TC4激光焊板具有良好的超塑性變形為，在置氫量0.291％-

2、1.299%，在本次高溫拉試驗中，試樣峰值流變應(yīng)力低于80MPA，最低可達(dá)20MPA。在含氫量0.291%，變形溫度920℃，應(yīng)變速率10-4S-1時，試樣峰值流變應(yīng)力20.7MPA，焊板延伸率達(dá)到312%；在相同變形溫度以及變形速率下，隨著置氫量的升高，材料應(yīng)力應(yīng)變曲線上移；激光焊板峰值流變應(yīng)力隨含氫量的增大而增大，隨溫度的升高而減小，隨應(yīng)變速率的增大而增大；試樣的延伸率隨含氫量的增大而減小，隨溫度的升高而增大，隨應(yīng)變速率的增大而減小

3、。
　　置氫量超過0.29%時，隨著含氫量的升高，鈦合金激光焊板的超塑性能降低，即峰值流動應(yīng)力增加、截面收縮率降低。隨著置氫量的升高，母材截面收縮率下降幅度大于焊縫截面收縮率下降幅度。
　　引進變形不均勻系數(shù)K來表征橫向焊縫在超塑性變形過程中變形不均勻性，K值隨著含氫量的增大、變形溫度的升高以及應(yīng)變速率的降低而增大。K值在含氫量1.299%，變形溫度920℃，應(yīng)變速率10-4S-1時達(dá)到最大0.84。
　　提出采用組織

4、均勻化系數(shù)來表征焊接接頭超塑性變形后組織均勻化程度，隨著置氫量的增大，組織均勻化系數(shù)越大，組織均勻化程度越高；在相同置氫時，變形溫度的升高或初始應(yīng)變速率的降低均會使均勻化程度上升，并在置氫量1.299%、920℃、10-4s-1條件下接頭組織均勻化系數(shù)達(dá)到了95%。
　　另外，本文還進行了鈦合金激光焊接接頭超塑性變形數(shù)值模擬研究，采用有限元ANSYS軟件，利用恒定應(yīng)變速率可以有效的模擬出鈦合金激光焊板高溫拉伸過程中的應(yīng)力分布云圖以