瞬時液相連接工藝對Mar-M247鎳基高溫合金接頭組織及性能的影響.pdf

1、Mar-M247鑄態(tài)鎳基高溫合金，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、抗氧化和抗腐蝕性能，是航空、能源等領域燃氣輪機高溫部件選用的關鍵材料。由于制造、修復等工藝的需要，常常需要對其進行焊接。現(xiàn)行的熔焊工藝所獲得的焊接接頭常出現(xiàn)焊接裂紋及其他焊接缺陷，且焊接工藝周期很長，焊接效率低。為了解決這些問題，本文對Mar-M247鎳基高溫合金進行了瞬時液相連接工藝研究。本文分別采用自制的Ni-Cr-Co-W-Ta-B非晶釬料和商業(yè)的Ni-Cr-B非晶釬料作為中間

2、層，對Mar-M247試樣進行瞬時液相連接，利用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀對獲得的試樣接頭進行顯微組織分析，利用維氏硬度計和拉伸試驗機對試樣進行力學性能測試，研究了瞬時液相連接工藝對Mar-M247鎳基高溫合金接頭的組織及性能的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在采用Ni-Cr-Co-W-Ta-B非晶釬料為中間層對Mar-M247進行瞬時液相連接時，采用的連接溫度為1090℃、1120℃、1150℃和1180℃，保溫

3、時間為1min、60 min、120 min和240min。當連接溫度為1150℃保溫時間為240min時，連接接頭完成了等溫凝固，接頭由等溫凝固區(qū)，擴散影響區(qū)和基體區(qū)組成，非等溫凝固區(qū)消失。接頭的力學性能測試結(jié)果表明，在焊縫中心線處的γ相固溶體處取得最小硬度值297.0HV。當拉伸強度為443.0MPa，連接接頭發(fā)生斷裂，拉伸斷裂發(fā)生在焊縫中心線附近，斷口形貌表現(xiàn)為韌性斷裂。⑵在采用Ni-Cr-B非晶釬料為中間層對Mar-M247進行

4、瞬時液相連接時，采用的連接溫度為1090℃、1120℃、1150℃和1180℃，保溫時間為1min、10 min、30 min和60min。接頭在1150℃保溫60min時完成了等溫凝固。在此工藝條件下，接頭的力學性能測試結(jié)果表明，接頭的最小硬度值為259.6HV，出現(xiàn)在焊縫中心線處的γ相固溶體。連接接頭的極限抗拉強度為845.0MPa，屈服強度為713.0MPa，延伸率是11.5％，拉伸斷裂發(fā)生在母材上，斷口形貌表現(xiàn)為韌性斷裂。⑶保持

5、連接溫度和保溫時間不變，Ni-Cr-Co-W-Ta-B釬料比Ni-Cr-B釬料含有更多的基體合金元素，其復雜的互擴散導致了采用Ni-Cr-Co-W-Ta-B釬料為中間層的瞬時液相連接接頭的等溫凝固速率更低，其完成等溫凝固所需的時間更長。保持中間層和保溫時間不變，隨著連接溫度的升高，接頭組織和性能先升高，后降低。在連接溫度為1150℃時均達到最佳。保持中間層和連接溫度不變，隨著保溫時間的增加，非等溫凝固區(qū)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈葴啬虆^(qū)，降熔元素 B