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关键词:单晶,TLP,组织,高温持久寿命,取向典型图片
文中针对N5单晶高温合金的TLP连接问题,研究了N5单晶高温合金TLP接头组织演变规律及其与工艺参数的关系,探讨了接头界面形成机理及接头单晶化机理,通过EBSD晶体取向差分析获得了接头单晶化的条件,并分析了工艺参数及晶体取向差对接头力学性能的影响。论文还研究了TLP热过程对N5单晶高温合金母材组织的影响。
接头组织结构研究表明:选用KNi3A非晶箔片作为中间层,在1 240 ℃至1 280 ℃温度范围内,TLP接头组织的演变规律基本一致,可以在24 h内达到N5单晶高温合金母材的标准,其液相区增宽阶段在15 min内完成,等温凝固阶段在10 h内完成,固相均匀化阶段在24 h内完成。
接头力学性能研究表明:选用KNi3A非晶箔片作为中间层,在自重压力下进行TLP连接所得接头持久寿命较高;当连接温度为1 260 ℃时,TLP接头高温持久寿命随着连接时间的延长而提高,当连接时间达到24 h以上,延长连接时间对提高接头高温持久寿命的作用不明显;当连接时间为24 h,连接温度从1 220 ℃升至1 280 ℃时,接头高温持久寿命先增高后降低,在1 260 ℃时达到最高。
母材组织结构的研究表明:在TLP连接的热过程中,母材组织中的γ′相发生球化和粗化。随着TLP连接温度的升高,γ′相的球化和粗化进程加快。参照母材热处理规范对连接试样进行热处理,TLP连接温度在1 260 ℃及以下的母材组织得到良好的恢复,TLP连接温度为1 280 ℃的母材组织恢复较差。
N5单晶高温合金TLP最优工艺为:采用KNi3A非晶箔片作为中间层,在自重压力下,于1 260 ℃连接24 h,并参照已知的母材热处理规范对焊后试样进行热处理。
采用上述工艺进行TLP连接,当连接界面两侧晶体取向差θ>15°,接头处形成大角度晶界,高温持久寿命较低;当θ<5°,可以形成单晶化的接头组织结构,高温持久寿命稳定在母材性能指标的80%以上,且随着连接界面两侧晶体的降低,接头高温持久寿命稳步提高,可达母材性能指标的95%。
文中针对N5单晶高温合金的TLP连接问题,研究了N5单晶高温合金TLP接头组织演变规律及其与工艺参数的关系,探讨了接头界面形成机理及接头单晶化机理,通过EBSD晶体取向差分析获得了接头单晶化的条件,并分析了工艺参数及晶体取向差对接头力学性能的影响。论文还研究了TLP热过程对N5单晶高温合金母材组织的影响。
接头组织结构研究表明:选用KNi3A非晶箔片作为中间层,在1 240 ℃至1 280 ℃温度范围内,TLP接头组织的演变规律基本一致,可以在24 h内达到N5单晶高温合金母材的标准,其液相区增宽阶段在15 min内完成,等温凝固阶段在10 h内完成,固相均匀化阶段在24 h内完成。
接头力学性能研究表明:选用KNi3A非晶箔片作为中间层,在自重压力下进行TLP连接所得接头持久寿命较高;当连接温度为1 260 ℃时,TLP接头高温持久寿命随着连接时间的延长而提高,当连接时间达到24 h以上,延长连接时间对提高接头高温持久寿命的作用不明显;当连接时间为24 h,连接温度从1 220 ℃升至1 280 ℃时,接头高温持久寿命先增高后降低,在1 260 ℃时达到最高。
母材组织结构的研究表明:在TLP连接的热过程中,母材组织中的γ′相发生球化和粗化。随着TLP连接温度的升高,γ′相的球化和粗化进程加快。参照母材热处理规范对连接试样进行热处理,TLP连接温度在1 260 ℃及以下的母材组织得到良好的恢复,TLP连接温度为1 280 ℃的母材组织恢复较差。
N5单晶高温合金TLP最优工艺为:采用KNi3A非晶箔片作为中间层,在自重压力下,于1 260 ℃连接24 h,并参照已知的母材热处理规范对焊后试样进行热处理。
采用上述工艺进行TLP连接,当连接界面两侧晶体取向差θ>15°,接头处形成大角度晶界,高温持久寿命较低;当θ<5°,可以形成单晶化的接头组织结构,高温持久寿命稳定在母材性能指标的80%以上,且随着连接界面两侧晶体的降低,接头高温持久寿命稳步提高,可达母材性能指标的95%。