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文檔簡介
1、高性能航空發(fā)動機(jī)葉片多用鎳基單晶高溫合金制備,且常設(shè)計成中空結(jié)構(gòu),以適應(yīng)承受高溫交變載荷及散熱需要,這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的成形涉及到焊接問題。本文針對鎳基單晶高溫合金的成分特點及性能要求,設(shè)計、制備出中間層合金,分析了合金的相組成及組織特征,測試了合金的熔點;并將制備的中間層用于單晶高溫合金DD6的TLP焊接;研究了中間層合金成分與焊接工藝對接頭組織的影響;建立了中間層合金/母材原子的擴(kuò)散模型,理論計算了合金元素硼和鋁的擴(kuò)散距離。研究結(jié)果表明:
2、
四種中間層合金DIF1、DIF2、DIF3和DIF4的組織均細(xì)小均勻。DIF1和DIF2相組成簡單,DIF1由Ni及Ni3B組成,DIF2由α-Ni及Ni3Al組成,而DIF3和DIF4中相組成較復(fù)雜,除了含有DIF2中的兩相外,還含有不同程度的硼化物。四種中間層合金DIF1、DIF2、DIF3和DIF4的熔化溫度區(qū)間分別為1091~1116℃、1070—1095℃、1074—1094℃和1041—1086℃,熔化區(qū)間均較窄
3、,焊接工藝性能較好。
在焊接工藝參數(shù)為焊接溫度1200℃、保溫時間8h及焊接壓力0.3MPa的條件下,獲得的DD6單晶TLP焊接頭形態(tài)飽滿。焊接接頭由焊縫中心區(qū)、等溫凝固區(qū)及擴(kuò)散區(qū)三部分組成。焊縫與母材結(jié)合良好,界面處缺陷較少。在焊接工藝不變條件下,隨著中間層中合金元素的增加,焊縫中心的共晶相增多,擴(kuò)散區(qū)的硼化物增多。中間層中合金元素較少的DIF1焊接所形成的接頭組織最為理想。
在焊接溫度和焊接壓力給定的條件下,保溫
4、時間是TLP焊的關(guān)鍵參數(shù)。隨著焊接保溫時間的延長,焊縫中心的共晶相減少,擴(kuò)散區(qū)的硼化物趨于消失。在焊接溫度1200℃,保溫時間12h焊接時,焊縫與母材中的合金元素發(fā)生充分的互擴(kuò)散,焊縫組織及成分與母材趨于一致化。理論計算亦表明,在焊接溫度1200℃,保溫時間8h時,B向母材的擴(kuò)散距離約90μm,Al向中間層中的擴(kuò)散距離約25μm;當(dāng)保溫時間延長至12h時,B的擴(kuò)散深度達(dá)110μm,Al的擴(kuò)散距離約35μm,繼續(xù)延長保溫時間,元素得以充分
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