焊后热处理对GH648镍基合金氩弧焊接头组织和性能影响的研究

作者:吴家云 刊名:焊接 上传者:吴亭亭

【摘要】通过对GH648镍基高温合金板材氩弧焊工艺的试验研究,确定了合理的焊接工艺及工艺参数,探讨了焊后热处理制度对焊接接头组织和性能的影响。结果表明:GH648合金的焊接性良好,采用合适的焊接工艺参数,焊缝内部质量优良;焊接接头经900℃时效热处理,在晶内有大量条状α-Cr相及少量γ′相析出,在800℃温度下进行消除应力热处理,在晶内析出了大量的γ′相,未发现α-Cr相,γ′相和α-Cr相含量的多少显著影响焊接接头的抗拉强度和塑性;采用合理的焊后热处理制度,可获得满意的接头力学性能。

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0mW随着航空工业的发展,对航空发动机的性能提出了越来越高的要求,因而在航空发动机制造中对燃烧室和涡轮等热端部件要求采用高温性能更好的材料。某型先进航空发动机的燃烧室和涡轮部件采用了一种高铬镍基合金材料GH648制造,GH648合金是一种沉淀硬化型镍-铬基高温合金,合金以W,Mo,Nb固溶强化,以Al,Ti,Nb时效强化,并以B,Ce强化晶界;该合金中加人的Cr使之具有优异的抗热腐蚀性能,同时具有中等的强度和良好的抗疲劳和抗蠕变性能叱GH648合金的Al+Ti矣2.5%,而且合金中含有一定量的Nb和Mo。加Nb可抑制镍基合金材料中Si的有害作用?还 可降低形成应变时效裂纹的倾向[3;加Mo可抑制焊接热裂纹的形成而W对形成焊接热裂纹无直接的影响[3]。该合金中的微量Ce可以起脱氧剂的作用I还可作为与S相互反应的韧化剂、对焊接性有利。此外,该合金中微量的B有增加焊接热裂纹的趋势但由于B的含量很低,对焊接性的不利影响有限。根据GH648合金化学成分的特点,推断其焊接热裂纹敏感性应该不高。相近牌号的合金在国外航空发动机的制造中已获得了极为广泛的应用丨1],但在国内以前没有应用过,有关GH648合金的焊接工艺、焊接接头组织和性能关系方面的研究国内未见有相关报道,对该种材料的焊接性能不了解。因此,进行了GH648合金板材的氩弧焊工艺试验研究,并就焊后热处理制度对焊接接头组织和性目泛的影响进行了探讨。 ,?^八“,b、,_+、+公司生产的MASTERTIGAC/DC2500W型钨极氩弧焊1试验材料与方法机,热处理设备为Ipsen公司生产的H3636型真空热试验采用厚度为0.8mm的固溶状态GH648镍基处理炉。采用手工钨极氩弧焊方法,先在工艺试片上进合金板材,焊丝选用与母材同质的办1.2mm镍基合金行焊接工艺参数调整试验,优选焊接工艺参数,再采用焊丝HGH648,母材及焊丝的主要化学成分见表1。经优化的工艺参数焊接力学性能试件,经X射线检验GH648合金板材的室温力学性能见表2。焊机为Miller合格,即用线切割方法从试片上切取力学性能试样和表1GH648合金的主要化学成分(质量分数,%)材料CrWMoA]TiNbBCeNi板材32.724.762.840.860.850.84<0.008<0.03余M焊丝32.004.452.560.750.810.88<0.008<0.03余量金相试样,分别进行1140t固溶+900t时效、900C2试验结果与分析直接时效、800t消除应力处理、1060t稳定化退火等21‘揮接工艺参数的确定不同热处理制度的真空热处理,采一用型微机控?細对接接头形式,在专藤接夹具上进行试片电子万能试验机进行拉伸试验,采用LECOAMH2000焊接。燥前清理干净待燥处及挥丝表面的氧化膜及污MM硬度接Leica物等。采用普通手工鹤极氩弧燥,直流正极性,煌接过DMI5000M型金相显微镜、LEO1430VP型扫描电镜进程中未采取特殊的得接J?艺鼎拖。自于高温合金的热导率低,线膨胀系数大,对过热表2GH648合金板材的室温力学性能敏感,因此高温合金钨极氩弧焊时,在保证质量的前提下应采用低热输入焊接w。试验时采用20~45A电流范理絲抗拉强度頌Pa断后伸长率扉)_小电解接,通过工艺优选,并综合考虑浦生产88521.5效率和焊接质量稳定性,最终选定的手工钨极氩弧焊,@溶+时效焊接工艺参数见表3。83518,按表3的工艺参数焊接的试片经外观检查无裂表3焊接工艺参数材料厚度鸨极i1!:径焊丝直径焊接电流保护气体流量<?/(LTnin’5/mmdw/mmd/

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