● 摘要
线性摩擦焊是一种优质、高效、节能、环保的固相连接技术，是先进航空发动机整体叶盘设计与制造的关键技术。研究钛合金线性摩擦焊接头的冲击性能、断裂性能及疲劳裂纹扩展速率等性能指标，可为航空发动机设计和制造质量保证提供参考，进而提高发动机整体叶盘焊接结构的可靠性、安全性和维修性。
本文首先分析了几种常用钛合金线性摩擦焊接头的组织形态，包括TC11+TC17异种钛合金，TC4+TC17异种钛合金，中强高损伤容限型钛合金TC4-DT，以及在α+β两相区锻造TC17钛合金和在β相区高温锻造TC17钛合金。采用冲击试验获得了α+β两相区锻造TC17钛合金母材、β相区锻造TC17钛合金母材及其线性摩擦焊接头热机影响区和界面的冲击韧性变化特点。研究了热处理温度对TC4-DT钛合金线性摩擦焊接头冲击韧性的影响。
通过三点弯曲CTOD试验，分别测试了TC11+TC17钛合金LFW接头、TC4+TC17钛合金LFW接头、TC4-DT钛合金LFW接头和α+β两相区锻造TC17钛合金与β相区锻造TC17钛合金LFW接头的断裂韧性，获得了母材、热机影响区与界面的抗开裂性能，以及不同热处理工艺对LFW接头各区域断裂韧性的影响规律。
完成了TC4+TC17钛合金线性摩擦焊接头的室温轴向疲劳性能试验，测定了TC4+TC17钛合金线性摩擦焊接头的S-N曲线，研究了TC4+TC17钛合金线性摩擦焊接头的疲劳性能；采用标准CT试样进行了疲劳裂纹扩展速率试验，研究了α+β两相区锻造TC17钛合金与β相区锻造TC17钛合金线性摩擦焊接头热机影响区、界面和母材的疲劳裂纹扩展速率。
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