搅拌摩擦焊接Ti-6Al-4V钛合金晶粒生长的数值模拟

张昭^1,2，谭治军¹

1. 大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室2. 大连理工大学国际计算力学研究中心

摘 要：基于DEFORM-3D有限元软件建立Ti-6Al-4V钛合金工件的搅拌摩擦焊接过程的完全热力耦合模型,提取工件温度场基于蒙特卡洛法模拟焊后工件截面的晶粒尺寸及各相体积分数的分布规律。搅拌区晶粒受摩擦搅拌作用破碎至细小晶粒为初始生长状态。结果表明:热影响区晶粒在母材尺寸上继续生长,Ti-6Al-4V钛合金不发生相变;搅拌区温度升高时晶粒会转变为β相,下降时会在β相晶粒边界析出α相,且α相粒子向β相粒子内部生长并长大,较高冷却速度下α相向β相晶粒内部生长为针状。

关键词：搅拌摩擦焊;钛合金;晶粒生长;相变;完全热力耦合;