TC21钛合金线性摩擦焊接头力学性能优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114164381A(43)申请公布日2022.03.11(21)申请号202111429900.4(22)申请日2021.11.29(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方魁胡映鑫褚巧玲郭美玲袁启龙杨明顺(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人韩玙(51)Int.Cl.C22F1/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称TC21钛合金线性摩擦焊接头力学性能优化方法(57)摘要本发明公开了TC21钛合金线性摩擦焊接头力学性能优化方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、对TC21钛合金进行线性摩擦焊，得到带有原始焊接接头的TC21钛合金样品；步骤2、将步骤1中的样品置于热处理炉进行退火热处理；步骤3、对步骤2中经过热处理的样品进行二次退火热处理。本发明有效改善接头组织，均匀化接头和母材显微硬度值，提高接头冲击韧性值。CN114164381ACN114164381A权利要求书1/1页1.TC21钛合金线性摩擦焊接头力学性能优化方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、对TC21钛合金进行线性摩擦焊，得到带有原始焊接接头的TC21钛合金样品；步骤2、将所述步骤1中的样品置于热处理炉进行退火热处理；步骤3、对所述步骤2中经过热处理的样品进行二次退火热处理。2.根据权利要求1所述的TC21钛合金线性摩擦焊接头力学性能优化方法，其特征在于，所述步骤2中退火温度为880～940℃，所述步骤3中二次退火温度为450～550℃。3.根据权利要求1所述的TC21钛合金线性摩擦焊接头力学性能优化方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：步骤2.1、将热处理炉从室温升温至880～940℃，然后将步骤1中的样品置于热处理炉中，热处理炉再次升温至880～940℃，然后进行保温；步骤2.2、保温后的样品在热处理炉中炉冷至室温，完成退火热处理。4.根据权利要求3所述的TC21钛合金线性摩擦焊接头力学性能优化方法，其特征在于，所述步骤2.1中热处理炉的升温速率为1～15℃/min，保温时间为2～4h。5.根据权利要求1所述的TC21钛合金线性摩擦焊接头力学性能优化方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下步骤实施：将热处理炉升温至450～550℃，然后将经过退火热处理的样品置于热处理炉中，然后以1～15℃/min的速度再次升温至450～550℃并保温，保温后的样品在热处理炉中炉冷至室温，完成二次退火热处理。6.根据权利要求5所述的TC21钛合金线性摩擦焊接头力学性能优化方法，其特征在于，保温时间为3.5～5.5h。2CN114164381A说明书1/5页TC21钛合金线性摩擦焊接头力学性能优化方法技术领域[0001]本发明属于钛合金焊接件优化方法技术领域，具体涉及TC21钛合金线性摩擦焊接头力学性能优化方法。背景技术[0002]Ti‑6Al‑3Mo‑2Nb‑2Sn‑2Zr‑1Cr，即TC21钛合金，是由西北有色金属研究院研制的一种α+β多元结构钛合金。该合金具有高强、高韧、高损伤容限的综合性能，满足飞机结构件对已损伤材料静强度及疲劳性能的要求，可用于航空飞机的机翼接头结构件、机身与起落架连接框、吊挂发动机接头等部位，以及对强度及耐久性要求高的重要或关键承力部件的制作。线性摩擦焊作为一种固相焊接技术，与传统熔焊方法相比，具有接头不熔化、连接质量高、焊缝缺陷少、焊接时间短等优点，还能克服其它摩擦焊接方法对焊件形状的限制，拥有广阔的应用前景。[0003]采用线性摩擦焊方法连接的TC21钛合金，接头焊缝区硬度值明显高于母材硬度值，接头冲击韧性值显著降低，严重制约焊接件的安全可靠应用。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种TC21钛合金线性摩擦焊接头力学性能优化方法，解决现有技术中存在的接头硬度值不均匀的问题。[0005]本发明所采用的技术方案是，对TC21钛合金线性摩擦焊接头进行整体双重退火热处理，具体按照以下步骤实施：[0006]步骤1、对TC21钛合金进行线性摩擦焊，得到带有原始焊接接头的TC21钛合金样品；[0007]步骤2、将所述步骤1中的样品置于热处理炉进行退火热处理；[0008]步骤3、对所述步骤2中经过热处理的样品进行二次退火热处理。[0009]本发明的特点还在于：[0010]步骤2中退火温度为880～940℃，步骤3中二次退火温度为450～550℃。[0011]步骤2具体按照以下步骤实施：[0012]步骤2.1、将热处理炉从室温升温至880～940℃，然后将步骤1中的样品置于热处理炉中，热处理炉再次升温至880～940℃，然后进行保温；[0013]步骤2.2、保