高温合金焊接性的影响

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高温合金焊接技术

高温合金焊接技术

高温合金焊接技术高温合金是指在高温下具有优异性能的金属材料,广泛应用于航空、航天、能源等领域。

而高温合金的焊接技术则是将这些材料进行连接的重要手段。

本文将从材料特性、焊接方法和应用领域三个方面进行介绍。

一、材料特性高温合金具有高强度、高温下的抗氧化、耐腐蚀等特性,但其焊接性能却较差。

高温合金的焊接过程中易产生裂纹、气孔等缺陷,影响焊接质量。

因此,选择合适的焊接方法和工艺参数对于高温合金的焊接至关重要。

二、焊接方法1. TIG焊接TIG焊接是一种常用的高温合金焊接方法。

该方法采用惰性气体保护下的非消耗性电极进行焊接,焊接过程中产生的热量较小,能够有效避免高温合金的氧化和变形。

但是,该方法需要高技能的焊接工人进行操作,且焊接速度较慢。

2. 熔覆焊接熔覆焊接是一种将高温合金涂层熔化后与基材进行连接的方法。

该方法能够有效提高焊接质量和效率,但需要注意涂层的选择和熔化温度的控制。

3. 激光焊接激光焊接是一种高能量密度的焊接方法,能够在短时间内将高温合金熔化并进行连接。

该方法具有焊接速度快、热影响区小等优点,但需要高昂的设备投资和技术水平。

三、应用领域高温合金焊接技术广泛应用于航空、航天、能源等领域。

例如,航空发动机中的涡轮叶片、燃气轮机中的叶轮等都需要采用高温合金进行制造和连接。

此外,高温合金焊接技术还被应用于核电站、化工等领域。

总之,高温合金焊接技术是一项重要的技术手段,对于提高高温合金的制造和应用具有重要意义。

在选择焊接方法和工艺参数时,需要根据具体情况进行综合考虑,以确保焊接质量和效率。

钎焊温度对CMSX-4单晶高温合金接头组织与性能的影响

钎焊温度对CMSX-4单晶高温合金接头组织与性能的影响

钎焊温度对CMSX-4单晶高温合金接头组织与性能的影响侯星宇;孙元【摘要】采用一种镍基合金钎料钎焊CMSX-4单晶高温合金, 利用扫描电镜、电子探针等分析手段研究接头的微观组织与相组成, 并利用高温持久试验机测试接头的高温持久性能, 讨论不同钎焊工艺条件下, 接头的组织与性能变化规律及接头的断裂机制.研究发现, 随着钎焊温度的提高, 焊缝中低熔点化合物相减少, 小尺寸凝固缺陷消失, 白色硼化物比例先升高后降低, γ'沉淀相增多, 接头的高温组织稳定性增加.当钎焊温度不低于1 290℃时, CMSX-4单晶高温合金接头在980℃/100 Mpa 条件下的持久寿命可达到400 h.观察接头的断口形貌发现, 断裂均发生在焊缝处, 断裂模式为以脆性断裂为主的混合断裂.%The single crystal superalloy CMSX-4 was brazed with a Ni-based filler alloy, the microstructure and the phase composition were studied by scanning electron microscopy ( SEM), electron probe microanalysis ( EPMA) . The stress rupture property of joint was tested by high temperature stress rupture property testing machine. The result shows that the fracture mechanism and stress rupture property at high temperature of joint transformed with the different brazing temperature. With the increase of brazing temperature, the low melting point eutectic phase and the solidification defect with small size disappears, the proportion of white boron compounds increases firstly and then decreases. Besides, the amount of the precipitated phase and the high temperature structure stability of joint increase. When the brazing temperature is not lower than1 290 ℃, the rupture life of CMSX-4 superalloy under the condition of 980 ℃/100 MPa reac hes up to 400 h.The fracture morphology of joints shows that all the fractures occurred at the weld seam. The fracture mode of joint is the mixed fracture characterized by brittle fracture.【期刊名称】《焊接》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】6页(P40-44,后插3)【关键词】单晶高温合金;钎焊;持久性能;镍基合金钎料【作者】侯星宇;孙元【作者单位】中国科学院金属研究所,沈阳 110016;沈阳科金新材料有限公司,沈阳110016;中国科学院金属研究所,沈阳 110016【正文语种】中文【中图分类】TG4540 前言CMSX-4单晶高温合金是国外某公司研制的第二代含铼镍基单晶高温合金,其综合性能优异,现已广泛应用于该国的先进航空发动机中,未来在国内的民用航空发动机上具有广阔的应用前景。

钴基合金和镍基合金的对比分析

钴基合金和镍基合金的对比分析

钴基合金和镍基合金的对比一、热稳定性钴基高温合金被选择为航空材料的重要原因之一是其具有优良的热稳定性。

钴基高温合金与镍基高温合金相比,具有更好的热稳定性。

下面为一组典型的钴基高温合金与镍基高温合金在热稳定性能上的对比数据:由数据可见,钴基合金具有更高的熔点和热导率,加热后热膨胀量较小。

在热稳定性上具有优势。

二、强度在常温下, GH605(钴基合金)与GH4169(镍基合金)力学性能见下表:由此可见,在常温下GH605强度略低,但延伸率较大。

GH4169的高强度带来了巨大的脆性,在有冲击的位置需谨慎使用。

在高温下,两种材料强度如下:从高温强度来看650℃时,GH4169强度较高,但脆性也大,在有冲击的场合下使用容易发生断裂。

当温度上升到900℃(某些发动机的工作温度)时,镍基高温合金已无法使用,而钴基高温合金仍然具有一定的强度。

三、刚度所谓刚度即为材料抵抗变形的能力。

通过一组数据来反映钴基高温合金与镍基高温合金的刚度上的差异。

从表格数据可看,镍基合金在各个温度区间刚度都低于钴基合金,且温度高于700℃,镍基合金已无法使用。

四、钴基高温合金具有良好的抗氧化性钴基高温合金拥有非常好的抗高温氧化能力,下表为GH605棒料(棒料直径为6.35~12.7mm)在高温下的抗氧化性能指标。

可见钴基高温合金抵抗高温氧化的能力卓越,可以在1000℃左右的环境中连续使用。

五、钴基高温合金具有优良的耐腐蚀能力GH605合金与GH3536等几种合金板材,在燃气速度为4m/s,燃烧空气中含5-6或5-5海盐、NO.2号燃油(含0.3%~0.45%硫),空气-油比例为30:1,试验中试样旋转,每隔1h试样从900℃用冷空气吹冷至260℃以下,如此在燃烧装置中循环试验200h后的动态热腐蚀试验结果见下图:单面金属损失成受损伤的金属/mm其中,金属损失=受损伤的金属+最大氧化深度。

图中GH3536、GH3625均为镍基合金,而GH605为钴基合金,由图可以看出,GH605的金属损失部分明显小于其他两种镍基合金。

GH4169高温合金惯性摩擦焊接接头的蠕变性能

GH4169高温合金惯性摩擦焊接接头的蠕变性能

8试验与研究焊接技术第42卷第4期2013年4月文章编号:1002--025X(2013)04-0008一04G H4169高温合金惯性摩擦焊接接头的蠕变性能王文超1,杨颂华1,姜坤1,张彦华2(1.北京卫星制造厂,北京100190;2.北京航空航天大学,北京100083)摘要:研究了G H4169高温合金惯性摩擦焊接头的高温蠕变和持久性能,在595℃务件下,随着应力的增大,接头和母材在达到同一稳态蠕变速率;时,接头承受的蠕变应力略小于母材;在断裂前,相对于母材,接头能承受更大的稳态蠕变速率。

在650℃,承受较大应力水平时,G H4169惯性摩擦焊接头持久强度稍弱于母材,但差别很小;较低应力水平时,接头的持久强度则显著大于母材。

关键词:G H4169高温合金;惯性摩擦焊;蠕变;断裂中图分类号:TG407文献标志码:B在航空、航天以及石化、电力、核工业等部门,由高温合金制造的热机设备在高温环境下长时间服役,承受各种形式的载荷作用,工作环境恶劣,因此热端部件工作可靠与否是设备寿命预测的关键环节。

其寿命不仅取决于抗拉、持久和疲劳强度,亦取决于与塑性(特别是蠕变塑性)密切有关的裂纹扩展速率…。

高温合金具有好的与时问相关的蠕变性能,将有利于松弛部件缺口处的应力集中,因此可以延长部件在高温的服役寿命。

高温合金焊接性较差,而惯性摩擦焊是一种优质、高效、再现性好的固态焊接方法,几乎可焊接各种高温合金,且焊接接头的力学性能较好,几乎等同于母材。

在航空发动机以及航天、核工业、石化等要求高质量焊缝的设备中,惯性摩擦焊日益得到重视。

因此有必要对惯性摩擦焊焊接接头在复杂应力、高温条件下的蠕变力学性能进行充分研究。

1研究内容(1)进行高温合金及惯性摩擦焊接接头蠕变性能试验,分别对高温合金的母材和焊缝进行显微组织观察、基本力学性能试验、蠕变和持久强度试验。

(2)对高温合金及其惯性摩擦焊接头的蠕变试验结果进行分析,得到时间一温度参,各种影收稿日期:2012—10~2】响因素对焊接接头蠕变性能的影响,预测持久寿命的变化趋势,建立蠕变本构方程,获得描述G H4169高温合金惯性摩擦焊接头蠕变的一般规律。

铸造高温合金的发展考核试卷

铸造高温合金的发展考核试卷
9.高温合金的液态流动性主要受到_________、熔炼温度和铸造工艺的影响。
10.在高温合金的焊接过程中,为了防止热裂,可以采取_________和后热处理等措施。
四、判断题(本题共10小题,每题1分,共10分,正确的请在答题括号中画√,错误的画×)
1.高温合金的熔点一般低于普通合金。()
2.高温合金在室温下具有较高的韧性。()
D.所有以上选项
3.以下哪些是高温合金铸造过程中常见的质量控制措施?( )
A.控制熔炼过程中的气体含量
B.优化铸造工艺参数
C.使用高纯度原料
D.所有以上选项
4.高温合金的强化机制主要包括哪些?( )
A.固溶强化
B.沉淀强化
C.奥氏体强化
D.马氏体强化
5.以下哪些因素会影响高温合金的疲劳性能?( )
A.材料的微观组织
14. D
15. D
16. C
17. D
18. A
19. D
20. D
二、多选题
1. D
2. D
3. D
4. A, B
5. D
6. D
7. A, B, D
8. D
9. D
10. D
11. D
12. D
13. D
14. D
15. B, D
16. D
17. D
18. D
19. A, B, C, D
20. D
5.高温合金按基体元素分类,以下哪个不属于高温合金的基体?( )
A.镍基B.铁基C.铝基D.钴基
6.高温合金中的哪种元素可以有效提高其蠕变强度?( )
A.铬B.钼C.铌D.钨
7.以下哪个不是铸造高温合金的常见缺陷?( )

常用金属焊接性之高温合金的钎焊

常用金属焊接性之高温合金的钎焊

常用金属焊接性之高温合金的钎焊高温合金是在高温下具有较好的力学性能、抗氧化性和抗腐蚀性的合金。

这类合金可分为镍基、铁基和钴基三类;在钎焊结构中用得最多的是镍基合金。

镍基合金按强化方式分为固溶强化、实效沉淀强化和氧化物弥散强化三类。

固溶强化镍基合金为面心立方点阵的固溶相,通过添加铬、钴、钨、钼、铝、钛、铌等元素提高原子间结合力,产生点阵畸变,降低堆垛层错能,阻止位错运动,提高再结晶温度来强化固溶体。

沉淀强化镍基合金钢是在固溶强化的基础上添加较多的铝、钛、铌、钽等元素而形成的。

这些元素除形成强化固溶体外,还与镍形成Ni3(Al、Ti)γ’或Ni3(NbAlTi)γ”金属间化合物相;同时钨、铜、硼等元素与碳形成各种碳化物。

TD-Ni和TD-NiCr合金是在镍或镍铬基体中加入2%左右弥散分布的ThO2颗粒,产生弥散强化效果的新型高温合金。

一:钎焊性高温合金均含有较多的铬,加热时表面形成稳定的Cr2O3,比较难以去除;此外镍基高温合金均含铝和钛,尤其是沉淀强化高温合金和铸造合金的铝和钛含量更高。

铝和钛对氧的亲和力比铬大得多,加热时极易氧化。

因此,如何防止或减少镍基高温合金加热时的氧化以及去除其氧化膜是镍基高温合金钎焊时的首要任务。

镍基高温合金钎焊时不建议用钎剂来去除氧化物,尤其是在高的钎焊温度下,因为钎剂中的硼砂或硼酸在钎焊温度下与母材起反应,降低母材表面的熔化温度,促使钎剂覆盖处的母材产生溶蚀;并且硼砂或硼酸与母材发生反应后析出的硼可能渗入母材,造成晶间渗入。

对薄的工件来说是很不利的。

所以镍基高温合金一般都在保护气氛,尤其是在真空中钎焊。

母材表面氧化物的形成和去除与保护气氛的纯度以及真空度密切相关。

对于含铝和钛低的合金,热态真空度不应低于10-2Pa;对于含铝钛较高的合金,表面氧化物的去除不仅与真空度有关,而且还与加热温度有关。

无论是固溶强化,还是沉淀强化的镍基高温合金,都必须将其合金元素及其化合物充分固溶于基体内,才能取得良好的高温性能。

高温合金GH4169使用和特性GH4169热加工处理焊接性能知识

高温合金GH4169使用和特性GH4169热加工处理焊接性能知识一、GH4169简介:GH4169是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金,长期使用温度范围-253~650℃,短期使用温度在800℃,在650℃以下时具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐氧化耐腐蚀性。

以及良好的加工性能和焊接性能和长期组织稳定性。

二、GH4169使用和特性GH4169合金已用于制作航空、航天和石油化工中的环件、叶片、紧固件和结构件等,制作石油化工中应用的多种零件,可批量生产且使用性况良好。

合金在真空自耗重熔时可采用氦气冷却工艺,可有效减轻铌元素偏析,采用喷射成形工艺生产环件,可降低成本和周期,采用超塑成形可扩大生产范围。

适用于制作航空、航天和石油化工中的环件、叶片、紧固件和结构件等,主要有棒、板、管、带、丝、等。

三、GH4169对应牌号国外对应牌号:德标:2.4668、美标N07718、国标:GH4169。

四、GH4169力学性能表品种热处理温度0/°C拉伸强度Σb\MPa延伸率A/%断面收缩率Z/%热扎棒标准热处理20≥1270≥12≥15 650≥1000≥12≥18冷扎板标准热处理20≤895≥40五、GH4169热加工处理和焊接性能知识GH4169合金合适的热加工温度为1120-900℃,冷却方式可以是水淬或其他快速冷却方式,热加工后应及时退火以保证得到很好的性能。

热加工时材料应加热到加工温度的上限,为了保证加工时的塑性,变形量达到20%时的终加工温度不应低于960℃。

冷加工应在固溶处理后进行,加工硬化率大于奥氏体不锈钢,因此加工设备应作相应调整,并且在冷加工过程中应有中间退火过程。

机加工需在固溶处理后进行,要考虑到材料的加工硬化性,与奥氏体不锈钢不同的是,适合采用低表面切削速度。

工件焊缝附近的氧化物要比不锈钢的更难以去除,需要用细砂带打磨,在HNO3和HF的混合酸中酸洗之前,也要用砂纸去除氧化物或进行盐浴预处理。

高温合金的性能

高温合金是在高温下具有较高力学性能、抗氧化和抗热腐蚀性能的合金。

高温合金按基体成分可分为镍基高温合金、铁镍基高温合金和钴基高温合金,其中镍基高温合金发展最快,使用也最广,铁镍基高温合金次之。

按强化方式分为固溶强化合金和析出强化合金(或称时效沉淀强化合金)等。

按成型方式和生产工艺分为变形合金、铸造合金、粉末冶金合金和机械合金化合金。

固溶强化高温合金的基体为面心立方点阵的固溶体,在其固溶度范围内通过添加铬、钴、钼、钨、铌等元素,提高原子间结合力,产生点阵畸变,降低堆垛层错能,阻止位错运动,提高再结晶温度来强化固溶体。

固溶强化的效果取决于合金化元素的原子尺寸及加入量。

原子半径较大、熔点较高的钼和钨具有较好固溶强化作用,两者总含量可达18%~20%。

铬可防止高温氧化和热腐蚀,但含量过高会降低γ’相的固溶度,使合金的热强性下降。

镍基固溶强化高温合金一般均具有优良的抗氧化、抗热腐蚀性能,塑性较高、焊接性能好,但热性相对较低。

铁镍基固溶强化高温合金,虽然与镍基固熔强化高温合金相比在热强性、抗氧化和抗热腐蚀等方面略差一些,但仍具有良好的力学性能、较好冷热加工工艺性能和焊接性能。

析出强化高温合金是在固溶强化高温合金的基础上,通过添加较多的铝、钛、铌等元素而发展的。

这些无元素除了强化固溶体外,通过时效处理,与镍结合形成共格稳定、成分复杂的Ni3(Al Ti)相(也就是γ’相,具有长程有序的面心立方结构)或Ni3(Nb AI Ti)相(也就是γ’’相,有序体心四方结构)金属间化合物,同时钨、钼、铬等元素与碳形成各种碳化物(如MC M6C M23C6等)由于γ’(γ’’)相和碳化物存在,使合金的热强性大大提高。

此外,这类合金中还可以加入微量的硼、锆和稀士元素、形成间隙相,强化晶界。

近年来发展的一些合金,往往采用固溶,析出和晶界多种方式强化,使合金具有优良的综合性能。

随着AI Ti Nb 等γ’(γ’’)相形成元素含量的提高,其强化效果也增大,热强性提高,但合金的冷热加工性能和焊接性能随之下降。

高温合金钢的焊接性能测试与评价

高温合金钢的焊接性能测试与评价1. 引言高温合金钢由于其在高温环境下具有优异的耐热、耐腐蚀和高强度等特性,被广泛应用于航空航天、能源等领域。

然而,高温合金钢的焊接性能对于组装和维修工艺至关重要。

本文将介绍高温合金钢的焊接性能测试与评价方法,为高温合金钢的焊接工艺提供可靠的依据。

2. 焊接性能测试方法2.1 焊接接头制备选择与高温合金钢相兼容的焊接材料,将试样材料切割成合适的尺寸,并按照标准焊接工艺制备焊接接头。

确保接头的质量符合焊接工艺要求。

2.2 扭转试验扭转试验是评估高温合金钢焊接接头强度和韧性的常用方法之一。

将试样夹紧在测试机上,施加扭矩并测量所需的扭转角。

根据扭转角和施加的力矩,计算焊接接头的扭转刚度和扭转强度。

通过对不同焊接接头进行扭转试验,评估焊接性能的差异。

2.3 拉伸试验拉伸试验用于评估焊接接头的强度和延伸性能。

将试样放入拉伸试验机中,施加逐渐增加的拉力,并记录所需的力和伸长。

根据力与伸长的关系绘制应力-应变曲线,计算焊接接头的屈服强度、抗拉强度和延伸率。

通过对不同焊接接头进行拉伸试验,比较焊接接头的机械性能。

2.4 冲击试验冲击试验评估焊接接头的抗冲击性能。

将试样放置在冲击试验机中,以一定速率施加冲击负荷。

通过测量断口的冲击吸收能力和延伸性能,评估焊接接头的抗冲击性能。

2.5 金相显微镜观察利用金相显微镜观察焊缝的显微结构和组织情况。

首先,将试样经过表面研磨和腐蚀处理,然后在显微镜下观察焊缝的晶粒形貌、晶粒大小和晶界分布等特征。

金相显微镜观察可以提供有关焊接接头质量、焊缝结构和热影响区的信息。

3. 焊接性能评价方法3.1 强度评价通过扭转试验和拉伸试验获得的力学性能数据,计算焊接接头的屈服强度、抗拉强度和延伸率等参数。

将实测结果与标准要求进行对比,评估焊接接头的强度。

3.2 韧性评价通过扭转试验和拉伸试验获得的力-位移数据,绘制应力-应变曲线。

从这些曲线中计算焊接接头的屈服点、峰值点和断裂点应力、塑性区大小和延伸性能等参数。

铁镍基高温合金的焊接性及焊接工艺

铁镍基高温合金的焊接性及焊接工艺一、焊接性对于固熔强化的高温合金,主要问题是焊缝结晶裂纹和过热区的晶粒长大,焊接接头的“等强度”等。

对于沉淀强化的高温合金,除了焊缝的结晶裂纹外,还有液化裂纹和再热裂纹;焊接接头的“等强度”问题也很突出,焊缝和热影响区的强度、塑性往往达不到母材金属的水平。

1、焊缝的热裂纹铁镍基合金都具有较大的焊接热裂纹倾向,特别是沉淀强化的合金,溶解度有限的元素Ni和Fe,易在晶界处形成低熔点物质,如Ni—Si,Fe—Nb,Ni—B等;同时对某些杂质非常敏感,如:S、P、Pb、Bi、Sn、Ca等;这些高温合金易形成方向性强的单项奥氏体柱状晶,促使杂质偏析;这些高温合金的线膨胀系数很大,易形成较大的焊接应力。

实践证明,沉淀强化的合金比固熔强化合金具有更大的热裂倾向。

影响焊缝产生热裂纹的因素有:①合金系统特性的影响。

凝固温度区间越大,且固相线低的合金,结晶裂纹倾向越大。

如:N—155(30Cr17Ni15Co12Mo3Nb),而S—590(40Cr20Ni20Co20Mo4W4Nb4)裂纹倾向就较小。

②焊缝中合金元素的影响。

采用不同的焊材,焊缝的热裂倾向有很大的差别。

如铁基合金Cr15Ni40W5Mo2Al2Ti3在TIG焊时,选用与母材合金同质的焊丝,即焊缝含有γ/形成元素,结果焊缝产生结晶裂纹;而选用固熔强化型HGH113,Ni—Cr—Mo系焊丝,含有较多的Mo,Mo在高Ni合金中具有很高的溶解度,不会形成易熔物质,故也不会引起热裂纹。

含Mo量越高,焊缝的热裂倾向越小;同时Mo还能提高固熔体的扩散激活能,而阻止形成正亚晶界裂纹(多元化裂纹)。

B、Si、Mn含量降低,Ni、Ti成分增加,裂纹减少。

③变质剂的影响。

用变质剂细化焊缝一次结晶组织,能明显减少热裂倾向。

④杂质元素的影响。

有害杂质元素,S、P、B等,常常是焊缝产生热裂纹的原因。

⑤焊接工艺的影响。

焊接接头具有较大的拘束应力,促使焊缝热裂倾向大。

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高温合金焊接性的影响
高温合金的化学成分,随着使用温度的升高,变的愈来愈复杂,因而焊接时越来越困难。

影响焊接性能的四大因素是材料因素、设计因素、工艺因素和服役环境。

高温合金的焊接性是指在某一焊接工艺条件下,对合金产生裂纹的敏感性、焊后接头组织的均匀性、焊接接头力学性能和采取工艺措施的可行性的综合评价。

高温合金的焊接性主要受下面几个因素影响:
(1)高温合金的焊接裂纹敏感性。

在高温合金焊接过程中,出现的焊接裂纹通常有热裂纹和再热裂纹,其中热裂纹分为结晶裂纹和液化裂纹,再热裂纹主要是指应变时效裂纹。

液化裂纹和结晶裂纹形成机理相同,都是由于晶间存在脆弱低熔相或共晶,在焊接产生的高温条件下承受不了力的作用而开裂。

两者的区别在于结晶裂纹是液态焊缝金属在凝固过程中形成,而液化裂纹则是由于固态的母材在热循环的峰值温度作用下使晶间层重新熔化后形成的。

应变时效裂纹一般在沉淀强化高温合金的焊接后进行时效处理时或者焊后在高温使用时产生。

由于沉淀强化高温合金晶体内部由于g′的大量析出得以强化,而晶界强度在高温环境时一般低于晶内强度,加上杂质元素偏聚的不利影响,晶界进一步弱化,从而在晶界发生塑性变形,增加了应变时效裂纹产生倾向,当晶界的实际变形量超过其塑性变形能力就会产生应变时效裂纹。

(2)焊接接头组织的不均匀性。

高温合金焊接接头组织呈现明显的不均匀性,并且由于化学成分和焊接工艺的不用而明显不同。

固溶强化高温合金的组织比较简单,这类合金焊接后,焊缝金属由变形组织转变为铸造组织。

由于焊接熔池降温速度快,焊缝金属会因晶内偏析形成层状组织,偏析严重会在枝晶间形成共晶组织。

焊接接头热影响区产生沿晶界的局部熔化和晶粒长大,如固溶强化高温合金GH1015、GH1016和GH1140就具有比较好的焊接性,焊缝组织细小。

相比而言,沉淀强化高温合金和铸造高温合金的组织就比较复杂,焊缝和热影响区的组织成分都比较复杂。

焊缝金属在焊接过程中经历了熔化凝固的过程,原来的g′相、碳化物相等均溶入基体中,形成单一的g固溶体。

焊缝金属冷却速度快,容易形成横向枝晶很短主轴很长的枝状晶。

在枝状晶和主轴之间会出现较大的成分偏析,从而在焊缝中出现共晶成分。

在热循环周期性很大的热影响区会引起强化相g′溶解,碳化物相变,从而使热影响区的组织变的十分复杂,影响高温合金的性能。

如GH4169母材晶粒细小,多为等轴晶,属于变形合金组织。

焊缝组织与母材完全不一样,树枝组织明显,枝晶轴垂直于焊缝。

这种焊接接头组织对拉伸性能影响不大,但是能明显降低持久和疲劳性能。

(3)焊缝接头的等强性。

高温合金的服役环境一般要承受高温和应力的同时作用,因此要求高温合金焊接接头应具有良好的高温强度、塑性、低周疲劳性能以及良好的抗氧化耐腐蚀作用。

同时希望焊接接头的强度与母材一样,即焊接接头的等强性。

通常高温合金在焊接中遇到的主要问题,除了焊接中或焊后出现的裂纹和微裂纹,另一个就是力学性能的降低。

焊接一般会使抗拉强度和屈服强度明显降低,同时使塑性降低。

此外,焊缝熔体凝固会引起元素偏析,降低氧化和抗腐蚀能力,使性能恶化。

所以采用合理的焊接工艺和优良的焊材对提高高温焊缝接头强度至关重要。

如采用摩擦焊焊接高温合金,焊接接头强度系数几乎为100%。

若采用异质焊丝,接头强度降低更大。

焊接接头强度系数是由于焊缝组织的不均匀性造成的,热影响区晶粒组织长大,强化相g′相的溶解,容易形成弱化区,所以在弱化区会首先出现塑性变形,最终导致断裂失效。

因此高温合金焊接接头的强度和塑性均有明显的降低。

所以应从焊接工艺、焊接材料、焊接方法和热处理等方面着手,优化工艺参数,保证焊接接头系数Kσ接近100%。

高温合金焊接的热裂纹敏感性、接头组织的不均匀性以及焊接接头的等强性都是决定高温合金焊接性的关键因素。

此外,选择合理的焊接工艺也是评价高温合金焊接性的重要依据。

因此,在高温合金使用前,必须分析和研究高温合金的焊接性。

只有掌握了高温合金的焊接性及其影响因素,才能顺利的完成高温合金焊接构件的生产,才能保证高温合金焊接构件的安全使用。

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