整体叶盘作为一种新型的航空发动机结构,对提高发动机安全性、可靠性和工作寿命以及提高航空发动机推重比具有重要推动作用,已经在GE、普惠、罗罗等先进航空发动机制造企业生产的军用、民用航空发动机中取得了广泛的应用。而线性摩擦焊作为一种优质的焊接方法,在整体叶盘加工制造以及损伤叶片修复方面具有独特的技术优势,已成为一种主要的整体叶盘加工、修复制造方法。本文基于航空发动机整体叶盘制造需求,对TC17钛合金进行了线性摩擦焊接,研究了焊接工艺过程对接头成形、微区组织特征及焊后热处理对接头组织性能的影响规律,获得了高强度的线性摩擦焊接头,为我国航空发动机的设计制造提供了技术保障。研究了线性摩擦焊接过程参量的变化趋势以及工进速度对试件宏观成形的影响规律,发现只有合理匹配焊接热输入和焊接工进速度之间的关系,才能避免裂纹、未焊合、孔洞以及瘤状氧化物等焊接缺陷的出现,从而保证接头的焊接质量。运用电子探针和电子背散射衍射方法研究了 TC17钛合金线性摩擦焊接头的微区组织特征,发现焊缝区是由不完全动态再结晶形成的等轴组织和经过剧烈变形而残留的变形β晶粒组成的混合组织,晶粒取向分布混乱,热机影响区基本不发生动态再结晶过程,其变形组织具有显著的择优取向,形成典型的{100}<001>板织构,除原始变形的β晶界为大角度晶界外,在β晶粒内部全为小角度晶界;焊缝区大小角晶界相间,在残留的变形β晶粒内部也存在大量的小角度晶界。通过组织性能调控和力学性能研究发现,焊态接头常温拉伸断裂位置处于焊接区,抗拉强度明显低于母材,塑性极低,断口呈脆性断裂模式,断裂机制为准解理;经过焊后热处理,由于亚稳定β相和亚稳定α相发生分解,析出的针状α相使接头得到一定程度的强化,接头抗拉强度和塑性显著提升,达到与母材相当,断口呈韧性断裂形式;热处理后α+β网篮组织分布状态与热处理温度和热处理时间密切相关,并决定了接头的综合性能。