【摘 要】
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钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而在航空航天领域获得广泛应用,其连接技术是工程应用中的关键技术之一。本文采用扩散连接方法对两种不同晶粒尺寸的TC4钛合
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钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而在航空航天领域获得广泛应用,其连接技术是工程应用中的关键技术之一。本文采用扩散连接方法对两种不同晶粒尺寸的TC4钛合金分别进行了连接,对比研究了接头的界面特征及其随工艺参数的变化规律。建立了扩散连接过程中界面孔洞闭合模型,并进行了模拟。通过对界面孔洞的金相和统计分析可以发现,无论哪种晶粒尺寸的TC4钛合金,提高连接温度、增加连接压力或者延长连接时间都有助于减小界面孔洞的体积,提高接头界面接合率。但在相同连接条件下,钛合金晶粒尺寸越小,界面孔洞闭合得越快,界面接合率越高。对界面组织特征的分析表明,相较于连接温度和时间,连接压力对界面组织特征影响不大。对β相的体积分数而言,钛合金晶粒尺寸较大时,其随着连接温度升高先减后增,随连接时间的延长先增后减;而晶粒较小时β相的体积分数随温度升高缓慢增大,随时间先增后减。对β相尺寸而言,钛合金晶粒尺寸较大时,其随温度的升高逐渐增大,随连接时间延长先增后减;而晶粒尺寸较小时β相尺寸随温度升高和时间延长都逐渐增大。就β相数量而言,钛合金晶粒尺寸较大时,其随着温度的升高逐渐减少,而随时间延长逐渐增加;而晶粒尺寸较小时β相数量随温度升高逐渐减少,随时间延长先增后减。利用所建立的模型对晶粒尺寸为18μm的TC4钛合金进行了模拟。结果表明,扩散连接过程中蠕变机制贡献最大,表面源机制其次,界面源机制的影响最小,扩散连接时间足够长时表面源机制几乎停止作用。将模拟结果同试验相比,发现吻合良好,证实了模型的合理性。
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