GH4169 合金电子束焊接接头CTOD 断裂韧性.pdf

GH4169 合金电子束焊接接头CTOD 断裂韧性 吴 冰 左从进 毛智勇 (北京航空制造工程研究所 北京 100024) 张彦华 熊林玉 (北京航空航天大学机械学院 北京 100083) 摘要：根据GB/T2358 －94 标准，分别在20 ℃和650 ℃下，对GH4169 合金电子束焊接接头的裂纹尖端张 开位移(CTOD)进行了测试。取SE(B)试样进行三点弯曲试验，然后由所得到的20 ℃和650 ℃下母材和电子 束焊缝的P- V 曲线来计算CTOD 值，比较两个温度下的试验结果，对试验结果进行了分析讨论。 关键词：电子束焊接 GH4169 合金 裂纹尖端张开位移 0 前言 电子束焊接(简称EBW)技术以其高能量密度、高熔透性、焊接变形区小及易于控制等优点在航空 领域得到广泛的应用。在20 世纪80 年代，西方国家研制的高水平、高性能飞机及其发动机的特点是 越来越多地采用焊接结构，其中电子束焊接已广泛应用于飞机的重要受力构件和发动机部件。 GH4169 合金作为航空发动机制造中的主要材料，应用于发动机的高温部件。由于常常处在高温等 恶劣的环境下服役,所以良好的高温韧性是保证管道安全运行的重要因素之一。CTOD(裂纹尖端张开位 移)断裂韧度是评价材料及焊接接头抗脆断特性的重要参量。与传统的夏比Ｖ型缺口冲击韧性比较, CTOD 更能有效准确地评价钢材的抗脆断能力。通过CTOD 试验不仅可以进行材料韧度选择,还可以为 [1, 2] 评定结构的安全可靠性提供试验依据 。 近年来，采用电子束焊接 GH4169 合金材料的发动机构件的比重越来越大。因此，本文对电子束 焊GH4169 合金高温及常温裂纹尖端张开位移CTOD 试验进行研究具有重要意义。 1 试样制备 试验采用的材料为GH4169 合金。基材的化学成分见表 1[3] ，20 ℃和650 ℃温度下GH4169 合金 母材及电子束焊缝机械性能见表2 。电子束焊缝经X 射线检测无缺陷。 表1 GH4169 合金化学成分 % C Cr Ni Co Mo Al Ti Fe Nb ≤0.08 17.0～21.0 50.0～55.0 ≤1.0 2.80～3.30 0.30～0.70 0.75～1.15 余 4.75～5.50 B Mg Mn Si P S Cu Ca Pb Se ≤0.006 ≤0.01 ≤0.35 ≤0.35 ≤0.015 ≤0.015 ≤0.30 ≤0.01 ≤0.000 5 ≤0.000 3 表2 GH4169 合金母材及电子束焊缝机械性能 q/ ℃ Notch location s /MPa E /GPa m 0.2 20 母材 1 300 208 0.30 EBW 焊缝 1 223 208 0.30 650 母材 1 075 133 0.325 EBW 焊缝 1 009