TC11与TC17异种钛合金线性摩擦焊接头断裂韧性的优化方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115852286A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211685271.6(22)申请日2022.12.27(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市碑林区金花南路5号(72)发明人赵鹏康陶一凡胡映鑫申博褚巧玲袁启龙张敏李淑娟李言(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214专利代理师赵燕秋(51)Int.Cl.C22F1/18(2006.01)C22F1/02(2006.01)C21D9/50(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称TC11与TC17异种钛合金线性摩擦焊接头断裂韧性的优化方法(57)摘要本发明公开了TC11与TC17异种钛合金线性摩擦焊接头断裂韧性的优化方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、对TC11和TC17钛合金进行线性摩擦焊，得到带有原始焊接接头的TC11和TC17钛合金样品；步骤2、将所述步骤1中的钛合金样品置于真空热处理炉进行第一重炉冷退火热处理；步骤3、将经过步骤2处理后样品置于真空热处理炉进行第二重炉冷退火热处理。本发明有效改善接头组织的均匀性，在接头两侧焊缝区形成片层交错组织以提高接头断裂韧性，解决原始接头TC17侧焊缝区晶粒粗大、焊接界面明显而导致的低韧性断裂问题。CN115852286ACN115852286A权利要求书1/1页1.TC11与TC17异种钛合金线性摩擦焊接头断裂韧性的优化方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、对TC11和TC17钛合金进行线性摩擦焊，得到带有原始焊接接头的TC11和TC17钛合金样品；步骤2、将所述步骤1中的钛合金样品置于真空热处理炉进行第一重炉冷退火热处理；步骤3、将经过步骤2处理后样品置于真空热处理炉进行第二重炉冷退火热处理。2.根据权利要求1所述的TC11与TC17异种钛合金线性摩擦焊接头断裂韧性的优化方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：步骤2.1、将真空热处理炉从室温升温到800～900℃，然后将步骤1中的钛合金样品置于真空热处理炉中，真空热处理炉温度再次升温至800～900℃，然后保温；步骤2.2、将所述步骤2.1中保温后的样品在真空热处理炉中炉冷至室温，完成第一重炉冷退火热处理。3.根据权利要求2所述的TC11与TC17异种钛合金线性摩擦焊接头断裂韧性的优化方法，其特征在于，所述步骤2.1中的保温时间为3‑6h，真空热处理炉两次升温速率均为1～15℃/min。4.根据权利要求1所述的TC11与TC17异种钛合金线性摩擦焊接头断裂韧性的优化方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下步骤实施：步骤3.1、将真空热处理炉从室温升温到500～600℃，然后将步骤2中处理后的样品置于真空热处理炉，真空热处理炉温度再次升温至500～600℃，然后保温；步骤3.2、保温后的样品在真空热处理炉中炉冷至室温，完成第二重炉冷退火热处理。5.根据权利要求4所述的TC11与TC17异种钛合金线性摩擦焊接头断裂韧性的优化方法，其特征在于，所述步骤3.1中的保温时间为6‑10h，真空热处理炉两次升温速率均为1～15℃/min。2CN115852286A说明书1/7页TC11与TC17异种钛合金线性摩擦焊接头断裂韧性的优化方法技术领域[0001]本发明属于钛合金焊接件接头的优化方法技术领域，具体涉及TC11与TC17异种钛合金线性摩擦焊接头断裂韧性的优化方法。背景技术[0002]整体叶盘是航空发动机的核心组成部件，关系到航空飞行器的运行效率和安全可靠性。Ti‑6.5Al‑3.5Mo‑1.5Zr‑0.3Si(TC11)与Ti‑4Mo‑4Cr‑5Al‑2Sn‑2Zr(TC17)钛合金以其优异性能已成为叶片与轮盘的首选材料。线性摩擦焊因其焊接效率高、接头未熔化和自清理功能等优点，可克服榫接接头重量大、榫头间隙气流损失以及传统熔化焊接头易氧化等缺点，已成为整体叶盘制造与修复的主流技术。大量研究表明钛合金线性摩擦焊接头具有优异的强度和疲劳性能，但低的韧性，尤其是有微裂纹等缺陷条件下的断裂韧性易造成整体叶盘在接头部位发生断裂，难以充分发挥两种钛合金性能优势。[0003]一种提高钛合金线性摩擦焊接头冲击韧性的热处理方法(CN111763812A)指出，经过固溶+双重时效((790～860℃)×(4～8h)水冷+(450～500℃)×(3～5h)空冷+(650～700℃)×(3～5h)空冷)热处理后，TC11/TC17钛合金线性摩擦焊接头冲击韧性从9.3J/cm2提高到25J/cm2以上。一种优化钛合金线性摩擦焊接头显微硬度的热处理方法(CN111979401A)，通过对TC11/TC17线性摩擦焊接头进行循环热处理+双重退火后((600～86