张飞奇,车 伟,孙宝洋,李晗嫣,蒲 宣,胡宗式

(1.咸阳天成钛业有限公司，陕西 咸阳 712046)(2. 西安理工大学，陕西 西安 710048)

0 引 言

钛及钛合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀以及生物相容性好等众多优点，不仅被广泛应用于航空航天、海洋工程、医疗等高端领域[1-4]，而且逐渐进入人们的日常生活中，如轿车零部件、眼镜架及餐具等[5-7]。TC4钛合金是应用最为广泛的一种α+β型钛合金，具有高的强度、塑性、韧性以及良好的焊接性能，其丝材可用于制作结构架、加固筋、安全防护架等构件。钛合金丝材通常采用焊接方式进行连接，包括钨极氩弧焊、等离子焊接、激光焊接、电子束焊接等[8-11]，其共同特点是钛合金焊接时具有局部高温、快速冷却等特点，会导致材料焊接处组织与性能变差。目前，国内外学者已进行了多种焊接方式的相关研究，如Balasubramanian等[12]研究了钨极氩弧焊对α+β型钛合金组织与性能的影响，阐述了冲击韧性与晶粒大小成反比关系；Cao等[13]利用YAG激光焊接方法焊接Ti-6Al-4V合金，发现其焊合区域存在大量马氏体，使得材料局部塑性下降，变脆变硬；王海等[14]对TC4钛合金丝材进行了焊接，发现焊后材料晶粒粗大，呈现脆性。然而，对于钛合金丝材的新兴应用——焊接防护架的性能研究鲜有报道，而其塑性、韧性对于防护效果十分关键，直接涉及到人身安全。因此，本研究通过钨极氩弧焊接工艺制备TC4钛合金防护架，对其进行冲击试验，分析冲击性能及失效原因，为钛合金防护架的制备提供参考。

1 实 验

以咸阳天成钛业有限公司提供的φ4.76 mm TC4钛合金丝材为原材料，其化学成分及力学性能分别见表1及表2。……