TC4-DT钛合金电子束焊接接头拉伸疲劳行为的机理及研究.pdf

分类号—— UDC 密级学校代码!Q垒窆2 武磁理歹大穿学位论文题目!g垒二旦!丛金全垫主盘煜筮接苤垫盟鱼瘗羞堑边盈垫墨盟窒英文The Study ofBehavior andMechanism of Tensile and Fatigue of 题目!￡垒:旦!墅!垫i坠堡△!!QY盥星!亟煎』Qi熊墨研究生姓名金宜振教授指导教师单位名称盐盘銎堂鱼三猩堂瞳邮编副教授 430070 副指导教师单位名称挝盘銎堂鱼墨猩鲎区邮编申请学位级别硕士 430070 论文提交日期!Q!!生!!旦论文答辩日期学位授予单位盛垫堡三盘堂学位授予日期答辩委员会主席舀勉评阅 2012年12月独创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名:名繇日期: 学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版, 允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生。签名,:避导师。签名,: 日期:型坐耵摘要本文以TC4-DT钛合金母材及电子束焊接(EBW)接头作为研究对象,通过扫描电镜原位试验对焊接接头的的拉伸和疲劳行为进行了原位观测,对拉伸和疲劳断121进行了显微分析,对拉伸与疲劳裂纹的萌生与扩展机理进行了研究。钛合金母材及焊接接头的原位拉伸和断口观察试验表明:等截面焊接接头的原位拉伸断裂于母材区,其变形与母材相似,均没有观察到明显的滑移特征,基本沿着晶界或片状13相界开裂,断口上有明显的韧窝特征,属于塑性断裂;圆截面焊接接头断裂于焊缝区,在拉伸过程可以看到大量的滑移带,裂纹沿着滑移带形成,断12上有较多晶体学平面或晶粒的外形,属于脆性断裂;焊缝区和热影响区缺口试样在缺1:3尖端均有滑移带出现,裂纹沿着滑移带形成、扩展直至断裂, 从断VI来看,焊缝区缺ISl试样属于脆性断裂,而热影响区缺口试样属于韧性断裂。钛合金母材及焊接接头的原位疲劳及断口观察试验表明:焊接接头等截面试样疲劳断裂于母材区,主要以滑移带开裂形成微裂纹,疲劳裂纹扩展至初生Q相时,既可以绕过初生a相扩展,又可以切过Q相扩展;钛合金母材及焊接接头的缺口试样的疲劳行为主要是缺口尖端的相界面开裂产生裂纹,母材的疲劳裂纹直接以切过初生Q相形式扩展,两种工艺的焊接接头焊缝区缺口试样疲劳裂纹基本为沿着或者切过针状马氏体Q’相向前扩展;两种工艺的焊接接头热影响区疲劳裂纹基本沿着片状13转变组织扩展,当裂纹扩展至等轴Q相时,工艺l试样主要是切过Q相扩展,工艺2试样主要以绕过Q相扩展。焊接工艺对焊接接头拉伸与疲劳行为的影响主要是通过改变接头处组织结构来影响的。工艺2采用了圆波形扫描,焊缝区晶粒内片状13相相对细小,不利于滑移线的产生,因此工艺2得到的圆截面试样和焊缝区缺口试样拉伸过程的焊缝区滑移特征明显较工艺1要少;母材及等截面焊接接头的原位疲劳均断裂于母材区,焊接工艺对其影响同样不大;焊接工艺对焊缝及热影响区缺E1试样疲劳行为的影响不十分明显,但对疲劳裂纹的扩展速率有一定的影响。两种工艺的焊接接头焊缝区缺口试样在疲劳裂纹长度为150um之前,扩展速率比较接近,150urn 之后工艺1的扩展速率明显大于工艺2;两种工艺的焊接接头热影响区缺口试样裂纹扩展速率在扩展初期较为接近,扩展后期工艺l的扩展速率明显大于工艺2。工艺2相对工艺l对钛合金焊接接头各区域的疲劳裂纹扩展速率影响相对较小, 从钛合金结构件的疲劳寿命和安全方面考虑,优先选用第二种焊接工艺。关键词: Abstract IIlthisp印er,TC4一DT titanium alloy basemetal and electron beam welding (EBW)joints were took astheresearchobject,the behavior oftensileand fatigue of base metaland welded joint wereanalyzed by test,the tensile andfatigue fractograph