MGH956合金超聲電弧TIG原位合金化焊接接頭組織與性能的研究.pdf

1、MGH956合金是一種采用機械合金化方法(MA)制備的氧化物彌散強化(ODS)高溫合金，它具有良好的高溫力學性能、高溫耐蝕性及高溫抗氧化性能，因此被廣泛應用于核聚變反應堆、航天航空發(fā)動機等應用條件較為苛刻的環(huán)境中。由于MGH956合金的含氣量較高，所以在焊接時焊縫中容易產生氣孔、增強相顆粒燒損以及晶粒粗大等缺陷，這便給MGH956合金的焊接技術提出了較大的難題。在眾多焊接方法中，氬弧焊具有操作簡單、適用范圍廣等優(yōu)勢，因此研究MGH956

2、合金的氬弧焊接技術具有非常重要的意義。
　　本文以MGH956合金為研究對象，分別填加兩種不同的填充材料對其進行原位合金化TIG焊接，加入的鎳元素和鎢元素可以在焊縫中原位生成新的增強相顆粒，以彌補焊接時增強相顆粒的燒損。在原位焊接的基礎上施加超聲電弧，研究施加不同激勵電壓的的超聲電弧對焊縫中的氣孔數量、顯微組織、增強相顆粒分布以及力學性能的影響及作用機理。
　　當填充材料中含有鎳元素時，焊縫的顯微組織得到明顯細化。焊縫中除了

3、原位生成TiN、TiC、YAlO3，還生成了Ni3Al及AlNi等增強相顆粒，這些顆粒尺寸較小，彌散的分布在焊縫中，但由于Fe、Ni與Cr元素的擴散系數不同，焊縫中仍有明顯的孔洞。當鎳含量為2％時，焊接接頭的抗拉強度最高，達到了609MPa，為母材的84.6％，拉伸斷口中有大量韌窩，韌性斷裂特征明顯，但由于斷口中仍有解理面，所以接頭的斷裂方式為脆性-韌性混合斷裂。
　　當填充材料中含有鎢元素時，焊縫中增強相顆粒數量明顯增多，除了生

4、成TiC、WC/W2C等增強相顆粒外，焊縫中還有(Ti，W)C相顆粒生成。這是因為W原子與Ti原子的結構相近，可以相互替換，生成的(Ti，W)C顆粒與TiC具有相同的晶格類型，可以與焊縫基體很好的結合。當鎢含量為2％時，焊縫組織最為細小均勻，沒有明顯的氣孔出現，并且焊接接頭的抗拉強度最大，達到了611 MPa，是母材的84.9％，接頭的斷口表面上布滿韌窩且比較密集，是典型的韌性斷裂，當鎢含量為4％時，焊縫的平均硬度最高。
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