瞬時(shí)液相連接工藝對(duì)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(lǐng)域燃?xì)廨啓C(jī)高溫部件選用的關(guān)鍵材料。由于制造、修復(fù)等工藝的需要，常常需要對(duì)其進(jìn)行焊接?，F(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(zhǎng)，焊接效率低。為了解決這些問題，本文對(duì)Mar-M247鎳基高溫合金進(jìn)行了瞬時(shí)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(duì)Mar-M247試樣進(jìn)行瞬時(shí)液相連接，利用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀對(duì)獲得的試樣接頭進(jìn)行顯微組織分析，利用維氏硬度計(jì)和拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，研究了瞬時(shí)液相連接工藝對(duì)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(duì)Mar-M247進(jìn)行瞬時(shí)液相連接時(shí)，采用的連接溫度為1090℃、1120℃、1150℃和1180℃，保溫

3、時(shí)間為1min、60 min、120 min和240min。當(dāng)連接溫度為1150℃保溫時(shí)間為240min時(shí)，連接接頭完成了等溫凝固，接頭由等溫凝固區(qū)，擴(kuò)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(xué)性能測(cè)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(dāng)拉伸強(qiáng)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(duì)Mar-M247進(jìn)行

4、瞬時(shí)液相連接時(shí)，采用的連接溫度為1090℃、1120℃、1150℃和1180℃，保溫時(shí)間為1min、10 min、30 min和60min。接頭在1150℃保溫60min時(shí)完成了等溫凝固。在此工藝條件下，接頭的力學(xué)性能測(cè)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(qiáng)度為845.0MPa，屈服強(qiáng)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(shí)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(fù)雜的互擴(kuò)散導(dǎo)致了采用Ni-Cr-Co-W-Ta-B釬料為中間層的瞬時(shí)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(shí)間更長(zhǎng)。保持中間層和保溫時(shí)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(shí)均達(dá)到最佳。保持中間層和連接溫度不變，隨著保溫時(shí)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