γ⁃TiAl与Ti2AlNb线性摩擦焊接头微观组织

doi:10.7527/S1000-6893.2023.29347

航空发动机高性能制造专栏

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γ⁃TiAl与Ti₂AlNb线性摩擦焊接头微观组织

杜随更¹^,²(), 胡弘毅¹^,³, 丁珂¹^,²

^1.西北工业大学航空发动机高性能制造工业和信息化部重点实验室，西安 710072
^2.西北工业大学航空发动机先进制造技术教育部工程研究中心，西安 710072
^3.三花研究院有限公司，杭州 310018

收稿日期:2023-07-20 修回日期:2023-08-14 接受日期:2023-09-07 出版日期:2024-07-15 发布日期:2023-11-01
通讯作者: 杜随更 E-mail:fwcenter@nwpu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(51675434);航空发动机及燃气轮机基础科学中心项目(P2022-A-IV-001-002)

Microstructure of γ⁃TiAl and Ti₂AlNb linear friction welding joint

Suigeng DU¹^,²(), Hongyi HU¹^,³, Ke DING¹^,²

^1.Key Laboratory of High Performance Manufacturing for Aero Engine （Ministry of Industry and Information Technology），Northwestern Polytechnical University，Xi’an 710072，China
^2.Engineering Research Center of Advanced Manufacturing Technology for Aero Engine （Ministry of Education），Northwestern Polytechnical University，Xi’an 710072，China
^3.Sanhua R&D Center，Hangzhou 310018，China

Received:2023-07-20 Revised:2023-08-14 Accepted:2023-09-07 Online:2024-07-15 Published:2023-11-01
Contact: Suigeng DU E-mail:fwcenter@nwpu.edu.cn
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(51675434);Science Center for Gas Turbine Project(P2022-A-IV-001-002)

摘要/Abstract

摘要：

为促进γ-TiAl叶片与Ti₂AlNb轮盘异种材料整体叶盘线性摩擦焊接制造技术的发展，进行了全片层γ-TiAl与Ti₂AlNb的线性摩擦焊接，采用扫描电镜（SEM）、EBSD及拉伸试验方法对焊态及焊后热处理态焊接接头的微观组织及力学性能进行了分析。结果表明，焊合区及近区的相构成自TiAl侧至Ti₂AlNb侧在焊态下为γ相-α₂相-B2相；经过800 ℃/2 h AC焊后热处理后转变为γ相-α₂相+B2相-O+B2相；γ-TiAl侧热力影响区（TMAZ）发生了片层弯折变形，Ti₂AlNb侧TMAZ发生了晶粒细化及再结晶。经焊后热处理接头室温及650 ℃抗拉强度分别达到277 MPa和478 MPa。

关键词: 摩擦焊, TiAl, Ti₂AlNb, 微观组织, 整体叶盘

Abstract:

To promote the linear friction welding technology in manufacturing the dissimilar materials blisk of the γ-TiAl blades and Ti₂AlNb disc， linear friction welding of γ-TiAl and Ti₂AlNb is studied. The microstructure and mechanical properties of the welded joints that are as welded and post weld heat treated were analyzed by SEM， EBSD and tensile testing. The results indicate that the phase composition of the welding zone from the TiAl side to the Ti₂AlNb side is γ-α₂-B2 as welded and changed into γ-α₂+B2-O+B2 after 800 ℃/2 h AC post weld heat treatment. The Thermal and Mechanical Affected Zone （TMAZ） on the γ-TiAl side undergoes laminar bending deformation， while the TMAZ on the Ti₂AlNb side undergoes grain refinement and recrystallization. The tensile strength of the joints after post weld heat treatment reaches 277 MPa and 478 MPa at room temperature and 650 ℃， respectively.

Key words: friction welding, TiAl, Ti₂AlNb, microstructure, blisk

中图分类号:

V263

杜随更, 胡弘毅, 丁珂. γ⁃TiAl与Ti₂AlNb线性摩擦焊接头微观组织[J]. 航空学报, 2024, 45(13): 629347-629347.

Suigeng DU, Hongyi HU, Ke DING. Microstructure of γ⁃TiAl and Ti₂AlNb linear friction welding joint[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2024, 45(13): 629347-629347.

图/表 12

表1

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图9

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参考文献 30

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合金	Ti	Al	Nb	Cr	V
Ti₂AlNb	Bal	21.5	26.0
γ-TiAl	Bal	47.5		1.0	2.5

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γ⁃TiAl与Ti₂AlNb线性摩擦焊接头微观组织

Microstructure of γ⁃TiAl and Ti₂AlNb linear friction welding joint

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