MGH956合金超聲電弧TIG原位合金化焊接接頭組織與性能的研究.pdf

1、MGH956合金是一種采用機(jī)械合金化方法(MA)制備的氧化物彌散強(qiáng)化(ODS)高溫合金，它具有良好的高溫力學(xué)性能、高溫耐蝕性及高溫抗氧化性能，因此被廣泛應(yīng)用于核聚變反應(yīng)堆、航天航空發(fā)動(dòng)機(jī)等應(yīng)用條件較為苛刻的環(huán)境中。由于MGH956合金的含氣量較高，所以在焊接時(shí)焊縫中容易產(chǎn)生氣孔、增強(qiáng)相顆粒燒損以及晶粒粗大等缺陷，這便給MGH956合金的焊接技術(shù)提出了較大的難題。在眾多焊接方法中，氬弧焊具有操作簡(jiǎn)單、適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，因此研究MGH956

2、合金的氬弧焊接技術(shù)具有非常重要的意義。
　　本文以MGH956合金為研究對(duì)象，分別填加兩種不同的填充材料對(duì)其進(jìn)行原位合金化TIG焊接，加入的鎳元素和鎢元素可以在焊縫中原位生成新的增強(qiáng)相顆粒，以彌補(bǔ)焊接時(shí)增強(qiáng)相顆粒的燒損。在原位焊接的基礎(chǔ)上施加超聲電弧，研究施加不同激勵(lì)電壓的的超聲電弧對(duì)焊縫中的氣孔數(shù)量、顯微組織、增強(qiáng)相顆粒分布以及力學(xué)性能的影響及作用機(jī)理。
　　當(dāng)填充材料中含有鎳元素時(shí)，焊縫的顯微組織得到明顯細(xì)化。焊縫中除了

3、原位生成TiN、TiC、YAlO3，還生成了Ni3Al及AlNi等增強(qiáng)相顆粒，這些顆粒尺寸較小，彌散的分布在焊縫中，但由于Fe、Ni與Cr元素的擴(kuò)散系數(shù)不同，焊縫中仍有明顯的孔洞。當(dāng)鎳含量為2％時(shí)，焊接接頭的抗拉強(qiáng)度最高，達(dá)到了609MPa，為母材的84.6％，拉伸斷口中有大量韌窩，韌性斷裂特征明顯，但由于斷口中仍有解理面，所以接頭的斷裂方式為脆性-韌性混合斷裂。
　　當(dāng)填充材料中含有鎢元素時(shí)，焊縫中增強(qiáng)相顆粒數(shù)量明顯增多，除了生

4、成TiC、WC/W2C等增強(qiáng)相顆粒外，焊縫中還有(Ti，W)C相顆粒生成。這是因?yàn)閃原子與Ti原子的結(jié)構(gòu)相近，可以相互替換，生成的(Ti，W)C顆粒與TiC具有相同的晶格類型，可以與焊縫基體很好的結(jié)合。當(dāng)鎢含量為2％時(shí)，焊縫組織最為細(xì)小均勻，沒(méi)有明顯的氣孔出現(xiàn)，并且焊接接頭的抗拉強(qiáng)度最大，達(dá)到了611 MPa，是母材的84.9％，接頭的斷口表面上布滿韌窩且比較密集，是典型的韌性斷裂，當(dāng)鎢含量為4％時(shí)，焊縫的平均硬度最高。
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