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本文研究了GH4169高温合金加镍箔中间层的扩散连接,研究了不同焊接热循环和热处理方式对合金晶粒度、相组成的影响。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、背散射电子衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)技术分析了扩散连接温度、时间和压力对接头组织、元素扩散和抗拉强度的影响;分析了不同次数的焊接热循环、固溶处理、δ相时效和γ″相时效热处理对合金晶粒度及相组成的影响。设计膜盒产品实际件的工装卡具,密封性测试卡具,对膜盒实际产品进行了扩散连接和性能测试。对GH4169高温合金进行扩散连接试验,接头界面由中间层镍箔和两侧高温合金变形层组成。接头在高温冷却时受到拉应力作用产生拉伸变形,中间层宽度范围为12-14μm,变形层宽度范围为2-8μm。扩散连接接头附近的元素扩散受到扩散连接温度、时间和压力的影响,当扩散连接温度升高到1150℃时,界面元素扩散充分,Ni元素在固定节点(0.66-14.13)间的相对质量差由47.6降低到8.81,浓度梯度基本消失。研究了扩散连接工艺参数对接头组织、元素扩散和力学性能的影响,随着扩散连接温度的升高,扩散连接时间的延长和扩散连接压力的增大,接头界面孔隙逐渐闭合,界面元素浓度梯度不断下降,接头抗拉强度不断提高。当扩散连接温度为1100℃,扩散连接时间为60min,扩散连接压力为30MPa时,接头抗拉强度达到660MPa。对高温合金拉伸断口进行观察,接头断裂位置在靠近界面的中间层中,接头断口发生明显的塑性变形,断裂方式为塑性断裂。研究了焊接热循环和不同热处理方式对合金晶粒度及相组成的影响,合金在首次热循环中受到锻造后残留在基体中的应力影响发生再结晶,晶粒尺寸由33.13μm下降到26.14μm,随着热循环次数的增加,第二相和夹杂物向母材不断溶解,降低了对晶界的钉扎作用,当合金经过5次焊接热循环后,晶粒尺寸达到48.38μm;采用T=900℃,t=0.5-48h的工艺参数对合金进行δ相时效,δ相首先在含Nb夹杂物附近的晶界上析出,并陆续在晶界和晶内析出。合金晶粒尺寸由55.03μm增大到73.08μm。采用720℃/8h+620℃/8h的工艺参数对合金进行γ″相时效,在局部区域中,细小的γ″相呈弥散分布状态,在较大区域中,γ″相呈现出一定的偏析特征。γ″相时效时合金晶粒尺寸为30.94μm,小于原始母材晶粒度。分析高温合金膜片在扩散连接时的受力情况,设计膜片内外环扩散连接的卡具、装配和定位形式,对膜盒实际产品进行扩散连接。当扩散连接温度为1100℃,时间为60min,压力为30MPa时,获得质量较好的扩散连接接头。设计膜盒密封性测试的卡具,对高温合金膜盒进行密封性测试。当气体压力为3MPa,保压时间为20min时,未发现膜盒有漏气部位,膜盒密封性完好。