不同中間層材料TLP焊FGH97合金及接頭凝固行為分析.pdf

1、TLP焊是一種采用與釬焊類似的操作方法獲得類似擴(kuò)散焊接頭組織的先進(jìn)連接方法，它綜合了釬焊和固相擴(kuò)散焊優(yōu)點，在沉淀強(qiáng)化型的鎳基高溫合金的焊接上擁有很大的優(yōu)勢。本文采用六種中間層材料對FGH97合金進(jìn)行了TLP焊，研究了中間層材料和工藝參數(shù)對接頭組織和性能的影響。通過研究 BNi68CrWB、BNi82CrSiB中間層TLP焊接的接頭組織隨保溫時間的變化，分析了FGH97合金TLP焊接頭的凝固行為。
　　研究結(jié)果表明：中間層材料的成分

2、對接頭組織有影響；因為Cr、Mo、W為強(qiáng)硼化物形成元素，而Co為非強(qiáng)硼化物形成元素，焊縫中會因過量的Cr、W等元素的存在而形成穩(wěn)定的硼化物，硼化物的形成使Si元素的偏聚愈加嚴(yán)重；同時抑制了硼在后續(xù)保溫過程中的擴(kuò)散，不利于獲得單一的鎳基固溶體組織。
　　FGH97合金TLP焊焊縫的形成過程是隨著保溫時間的延長，連續(xù)分布于焊縫中央的液態(tài)金屬逐漸發(fā)生等溫凝固，形成致密γ固溶體TLP連接接頭的過程。等溫凝固受降熔元素的擴(kuò)散和凝固過程中的溶

3、質(zhì)再分配影響。延長保溫時間有利于降熔元素的充分?jǐn)U散；合金元素的含量較高時，溶質(zhì)元素的再分配會造成結(jié)晶前沿的液相發(fā)生元素的富集，從而阻止等溫凝固的完成。在 BNi68CrWB、BNi82CrSiB、BNi92SiB、A001、A002、A003六種中間層材料中，當(dāng)連接溫度為1150℃時，中間層材料等溫凝固的實現(xiàn)由易到難依次為：BNi92SiB、A003、A002、BNi82CrSiB、A001、BNi68CrWB。采用BNi82CrSiB

4、、BNi92SiB、A002和A003作為中間層合金時，在1150/6h℃的工藝參數(shù)下均可實現(xiàn)FGH97合金的TLP焊。
　　焊縫中γ′相的尺寸受Al、Ti的擴(kuò)散充分程度影響。延長保溫時間利于接頭元素的均勻化，Al、Ti擴(kuò)散到焊縫的數(shù)量逐漸增多，γ′相的尺寸越大。降熔元素在母材中的擴(kuò)散路徑有兩種：晶內(nèi)擴(kuò)散和晶界擴(kuò)散。降熔元素在晶界的擴(kuò)散距離大于晶內(nèi)的擴(kuò)散距離；隨保溫時間的延長，焊縫兩側(cè)擴(kuò)散區(qū)的寬度逐漸增大，且有針狀、顆粒狀和蠕蟲狀