中间层材料对TiAl合金与42CrMo钢摩擦焊接头性能的影响研究

作者：李娜; 杜随更^*; 王晋伟

来源：稀有金属材料与工程, 2023, 52(07): 2519-2524.

• TiAl合金
• 42CrMo
• 摩擦焊接
• 异种材料

TiAl合金与42CrMo直接摩擦焊接性较差，为此分别引入高温合金GH3039、K418、N80A和纯镍N6作为中间材料，对TiAl-GH3039/K418/N80A/N6-42CrMo异种材料的摩擦焊接工艺进行了研究。采用硬度计、扫描电镜和电子万能试验机对焊后接头区域的硬度、组织和焊合区成分变化以及接头力学性能进行了分析。研究表明，TiAl合金与异种材料焊后接头中形成了复杂的多层状金属间化合物；TiAl合金与GH3039、N80A的摩擦焊接性较好，与K418、N6的摩擦焊接性较差；根据不同材料线膨胀系数随温度的变化规律、与TiAl合金摩擦焊接后接头的性能及其与42CrMo的摩擦焊接性，最终选择GH3039作为中间材料。通过引入中间材料，摩擦焊制备了TiAl合金涡轮-42CrMo转轴的异种材料整体转子，使得TiAl合金在涡轮增压器领域的应用成为可能。

• 单位
  工业和信息化部; 西北工业大学; 中国北方发动机研究所; 平凉职业技术学院