[摘要]针对飞机用典型的TC4-DT钛合金线性冲突焊接头，开展安排及接头的拉伸、冲击和低周疲惫等力学功能测验。结果表明：TC4-DT钛合金线性冲突焊接头经过℃+保温3h的热处理后，接头的室温和高温抗拉强度达到母材的97%以上，室温和低温冲击功能略高于母材，室温低周疲惫功能与母材相当，具有杰出的归纳力学功能。
关键词：TC4-DT钛合金；线性冲突焊；力学功能
TC4-DT钛合金是为了满足新一代飞机对长寿命、高损害容限和杰出耐久性的规划需求，在TC4钛合金根底上，经过成分规划优化、纯净化熔炼和β热加工工艺等途径，改进合金损害容限功能，使其成为具有MPa强度级别和高断裂韧性的损害容限型两相钛合金"。TC4-DT钛合金的断裂韧性超越90(MPa·m")，功能与美国第四代战机F-22上用量最大的损害容限型钛合金Ti-6Al-4VELI相当，适合制作大型全体化框、梁和接头号航空构件，是未来飞行器主承力结构的重要挑选资料之一2-3。航空器主承力结构具有尺度大、结构杂乱的特色，传统的铸造、锻造和机加手法难以直接制作此类结构。因此，亟须开展一种高效的焊接与衔接技能，利用多个部分分体制作+全体焊接的手法，完成航空飞行器主承力结构的制作。
线性冲突焊是近年来开展起来的一种新工艺，焊接过程中无须气体维护和真空条件，可完成大尺度、大截面构件的焊接，并且接头的归纳力学功能优良，可以满足高可靠性部件的运用要求用。在航空领域中，线性冲突焊对大多数飞机结构资料具有杰出的焊接适应性，特别适用于承力构件所选用的高强度金属资料焊接过程。
本文针对TC4-DT钛合金资料，开展其线性冲突焊接头的安排剖析和力学功能测验，为TC4-DT钛合金资料在飞机构件线性冲突焊制作技能的使用中奠定技能根底。
实验方法实验所用资料为TC-DT钛合金资料，其主要化学成分质量分数为：A15.6%~6.5%，V3.4%~4.5%，其他为Ti；试件尺度为mm×20mmx75mm，焊接面积为mm。在自行研发的线性冲突焊设备上进行焊接，焊后进行接头的去应力退火处理，热处理温度T=℃，保温3h。
选用光学显微镜JENAPHOT对母材及接头金相安排进行调查，并依照国家标准对TC4-DT母材和线性冲突焊接头进行拉伸、冲击和低周疲惫功能实验，在 HitachiS-N扫描电镜下对功能断口进行调查。
结果与评论
显微安排剖析
图1为TC4-DT线性冲突焊接试样，可以看出，焊接试样的飞边色彩出现铁锈色，飞边从接头的四周挤出，沿着试件振动方向的飞边(纵向飞边)长度较长，且飞边出现波纹状的纹路；垂直于振动方向的飞边(横向飞边)出现更细微的纹路。
图2为TC4-DT钛合金线性冲突焊接头的低倍安排描摹，可以看出，焊后两块试样的原始界面消失，接头
分为3个明显区域：母材区(BM)、热力影响区(TMAZ)及焊缝区(WZ)。图3为TC4-DT线性摩擦焊接头各区域的显微安排。从图3(a)能够看出，TC4-DT钛合金母材的显微安排为片状安排，具有粗大的β晶粒和较完整的晶界α相。其间α相有两种形状，一种为等轴的初生α相，另一种为β晶粒内存在位向不同的a“集束”(片晶团)，同一“集束”内有很多大致平行的α条，且α条也具有一定的长度例。TC4-DT的线性摩擦焊接头焊缝以及热力影响区十分狭窄，焊缝区为细微的层片状α相和一些弥散分布细微等轴a相以及残留的亚稳态β晶粒，其晶粒尺度与热力影响区相比较小。摩擦焊接过程中界面温度超过基体资料的相变温度，焊缝安排产生相变再结晶。热力影响区晶粒严重拉长，拉长的方向沿着试样摩擦的方向，其安排由高度变形的晶粒组成
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