GH4169鎳基高溫合金軸向摩擦焊接頭微觀組織與力學性能.pdf

1、GH4169鎳基高溫合金由于其在高溫下具有高強度、塑性、良好的抗氧化性、抗耐熱腐蝕性、斷裂韌性和疲勞性能等優(yōu)點，而被廣泛應用于航空發(fā)動機壓氣機盤、渦輪盤、機匣、壓氣機葉片和緊固件等熱端部件上，而優(yōu)質(zhì)高效的焊接工藝是保證高溫合金材料在航空發(fā)動機熱端部件能夠滿足精度、性能以及可靠性要求的關鍵技術(shù)。作為一種優(yōu)質(zhì)高效、環(huán)境友好的固相焊接技術(shù)，摩擦焊具有工藝控制參數(shù)少、熱輸入低、變形小、尺寸精度高等獨特優(yōu)勢，尤其適用于高溫材料的焊接，并已經(jīng)成功應

2、用于國外多種先進商用航空發(fā)動機熱端部件的制造。
　　基于此，本文研究了GH4169鎳基高溫合金軸向摩擦焊接工藝，在試驗范圍內(nèi)獲得最優(yōu)焊接工藝參數(shù):摩擦壓力P1=100MPa、摩擦時間t1=10 s、轉(zhuǎn)速n=2200rpm、頂鍛壓力P2=200MPa以及項鍛時間t2=10s。對最優(yōu)接頭進行常溫與高溫(650℃)拉伸性能測試，試驗結(jié)果表明，試樣在常溫拉伸與高溫拉伸條件下均斷裂在母材，常溫拉伸時平均強度為800MPa，延伸率為60％，斷

3、面收縮率為69.75％。高溫拉伸強度為649.6MPa，延伸率為60％，斷面收縮率為41.2％。
　　對接頭微觀組織分析得出，隨著摩擦壓力的增大，焊接接頭的變形區(qū)從橢圓狀變?yōu)椤癇”型形貌，最終呈現(xiàn)“啞鈴”狀形貌。而隨著摩擦時間的增加，試樣的微觀形貌并沒很大的改變。焊接后接頭處存在超細晶區(qū)、細晶區(qū)以及熱力影響區(qū)，在這些區(qū)域內(nèi)都存在母材原有的(Nb，Ti)(C，N)化合物，超細晶區(qū)部分(Nb，Ti)(C，N)化合物發(fā)生了破碎、氧化。<

4、br>　　在焊接過程中，隨著摩擦壓力和摩擦時間的增加，熱輸入增加，變形區(qū)寬度增加，試樣中心變形區(qū)最后演變?yōu)榧毦^(qū)和熱力影響區(qū)，試樣邊緣變形區(qū)最后演變?yōu)槌毦^(qū)、細晶區(qū)和熱力影響區(qū)。隨著摩擦壓力的增加，非界面處的區(qū)域?qū)挾仍黾?，晶粒度減小。隨著摩擦時間的增加，試樣中心各區(qū)域?qū)挾仍黾樱Я６纫苍黾?。而試樣邊緣超細晶區(qū)寬度減小，細晶區(qū)寬度先增大后減小，晶粒度減小，熱力影響區(qū)寬度增加，晶粒度減小。
　　當熱輸入很大時，焊縫中心處熱力影響區(qū)晶