gh4169合金瞬时液相连接及后热处理工艺与机理分析-process and mechanism analysis of gh 4169 alloy transient liquid phase connection and post-heat treatment.docx

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2018-06-04 发布于上海
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gh4169合金瞬时液相连接及后热处理工艺与机理分析-process and mechanism analysis of gh 4169 alloy transient liquid phase connection and post-heat treatment

面结构的影响更为明显，改变工艺参数无法大量消除界面存在的化合物，接头强度低塑性差；低温连接/高温扩散接头无论从组织结构还是元素分布上都达到了高度均匀性，优于BNi2连接接头，此时接头延伸率超过50%。为了进一步优化连接质量，研究了后热处理对接头界面结构及力学性能的影响。热处理之后，BNi2连接接头的等温凝固区重新生成了Ni-Si-Nb三元化合物，自配钎料连接接头局部析出了少量Cr-Mo-Nb的硼化物，相比之下后者接头更加纯净。后热处理显著提升了低温连接/高温扩散接头强度，1050℃/60min+1180℃/60min(BNi2)接头室温抗拉强度为1130MPa，达热处理后母材的92.6%，延伸率为5%~7%，高温强度为850MPa，延伸率约5%，断裂在焊缝处；1150℃/60min+1185℃/60min(Ni-Cr-Fe-Si-B)接头室温抗拉强度为1075MPa，达到热处理后母材的93.8%，延伸率为10%，高温强度略低于前者接头，但断裂路径由焊缝扩展向母材，高温强度可达母材的95%以上，接头延伸率仍为10%左右。经过焊后热处理，上述两种接头的强度和延伸率都能达到课题要求。但采用自配Ni-Cr-Fe-Si-B钎料作中间层瞬时液相连接GH4169高温合金所得接头经热处理之后，界面微观组织更加纯净，且无论是室温还是高温综合力学性能都优于BNi2连接接头，因此自配的Ni-Cr-Fe-Si-B钎料更适合于完成本课题。关键词：GH4169高温合金；TLP连接；界面结构；抗拉强度；后热处理AbstractInordertomeetthedemandofactualprojectsubjectofbondinghollowturbin disks,transientliquidphasebondingofGH4169superalloyswascarriedoutinthis paper.RespectivelyusingBNi2interlayerandself-madeinterlayer,theinterfacial microstructure ofjointswasanalyzedbymeansofscanningelectronmicroscope (SEM),energydispersivex-ray detector(EDS)andX-raydiffractometer(XRD).The effectofparametersonmicrostructureandmechanicalpropertieswasinvestigated, andthemechanism oftransientliquidphase bondingofGH4169superalloywas discussed.Post-weldheattreatmentwascarriedoutonthejoints,andtheeffecton interfacialmicrostructureandmechanicalpropertieswasinvestigated.Theaffecting mechanismofpost-weldheattreatmentwasalsoanalyzed.TransientliquidphasebondingwascarriedoutwithBNi2interlayer.Interfacal microstructurewasmainlyanalyzed.Commonjointsconsisted ofisothermal solidificationzoneandprecipitatesdiffusionzone.SmallNi-Si-Nbternary precipitateswereobservedatthegrainboundariesnearthecenterline.Cr-richand Cr-Mo-Nbborideswithdifferentmorphologieswereobservedinthediffusionzone. Withincreasingthebondingtemperatureordiffusiontime,thesizeofNi-Si-Nb ternaryprecipitatesincreased.Theternaryprecipitatesbecamecontinuousandthe boridesbecamemoredisperse.Improvedprocessesweretriedtocontrolthereaction productsinthejoints.Manyprecipitatescouldbeseeninthehightemperature bonding/low