鈦及鈦合金具有密度小、比強度高、耐腐蝕以及生物相容性好等眾多優(yōu)點，不僅被廣泛應用于航空航天、海洋工程、醫(yī)療等高端領(lǐng)域，而且逐漸進入人們的日常生活中，如轎車零部件、眼鏡架及餐具等。TC4鈦合金是應用最為廣泛的一種α+β型鈦合金，具有高的強度、塑性、韌性以及良好的焊接性能，其絲材可用于制作結(jié)構(gòu)架、加固筋、安全防護架等構(gòu)件。鈦合金絲材通常采用焊接方式進行連接，包括鎢極氬弧焊、等離子焊接、激光焊接、電子束焊接等，其共同特點是鈦合金焊接時具有局部高溫、快速冷卻等特點，會導致材料焊接處組織與性能變差。

目前，國內(nèi)外學者已進行了多種焊接方式的相關(guān)研究， 研究了鎢極氬弧焊對α+β型鈦合金組織與性能的影響， 闡述了沖擊韌性與晶粒大小成反比關(guān)系； 利用YAG激光焊接方法焊接Ti-6Al-4V合金，發(fā)現(xiàn)其焊合區(qū)域存在大量馬氏體，使得材料局部塑性下降，變脆變硬；對TC4鈦合金絲材進行了焊接，發(fā)現(xiàn)焊后材料晶粒粗大，呈現(xiàn)脆性。然而，對于鈦合金絲材的新興應用——焊接防護架的性能研究鮮有報道，而其塑性、韌性對于防護效果十分關(guān)鍵，直接涉及到人身安全。因此，本研究通過鎢極氬弧焊接工藝制備TC4鈦合金防護架，對其進行沖擊試驗，分析沖擊性能及失效原因，為鈦合金防護架的制備提供參考。

TC4鈦合金絲材的化學成分(w/%)

1、TC4鈦合金絲材焊件在快熱及快冷焊接熱循環(huán)作用下，由中心焊接處到母材呈由高到低的溫度梯度，使得形成的組織呈現(xiàn)梯度性，即焊合區(qū)、熱影響區(qū)以及母材區(qū)。

2、焊合區(qū)域存在馬氏體相，該馬氏體相主要以α"相形式存在，并有少量的α"相。斜六方結(jié)構(gòu)的α"相滑移面少，使得焊合區(qū)域的局部顯微維氏硬度平均值達5.5GPa， 是母材區(qū)域硬度值的近1.5倍。

3、焊件斷口平齊且?guī)缀鯚o頸縮現(xiàn)象，存在河流狀解理臺階，為脆性斷裂。

相關(guān)鏈接