GH99高溫合金TLP連接工藝與組織性能研究.pdf

1、針對(duì)GH99鎳基高溫合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用，本文使用液相擴(kuò)散連接技術(shù)(TLP)分別以BNi2高溫釬料和三種自制釬料作為中間層金屬對(duì)GH99鎳基高溫合金進(jìn)行焊接試驗(yàn)。系統(tǒng)的研究了工藝參數(shù)對(duì)接頭顯微組織和力學(xué)性能的影響，并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)接頭形成的擴(kuò)散凝固機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　采用BNi2釬料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，提高焊接溫度和等溫時(shí)間有利于減少焊縫沉淀區(qū)化合物的析出，尤其是等溫時(shí)間對(duì)于得到組織和成分都相對(duì)均勻的接頭具有最重要的意義，在1

2、170℃時(shí)等溫24h后所得到的接頭，組織和成分同母材基本相同，但此時(shí)的焊接熱循環(huán)使得母材的抗拉強(qiáng)度下降很大。通過對(duì)試驗(yàn)接頭的常溫剪切測(cè)試和900℃高溫剪切測(cè)試發(fā)現(xiàn)，焊接參數(shù)，尤其是等溫時(shí)間，對(duì)接頭高溫強(qiáng)度的影響大于對(duì)常溫強(qiáng)度的影響。
　　采用另外三種釬料：Ni-15Cr-5Si-3B、Ni-15Cr-5Si-5B、Ni-15Cr-9Si進(jìn)行TLP連接實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，B元素作為降熔組元，其含量的多少直接影響著接頭化合物的形成數(shù)量，而Si

3、元素由于在母材中的固溶度較高，焊接過程中不易析出化合物，但相對(duì)于B元素，Si元素在母材中的擴(kuò)散速度要慢，其均勻化所需要的時(shí)間更長(zhǎng)，而Si的含量過高時(shí)，容易在等溫凝固過程中產(chǎn)生區(qū)域偏析，從而在焊縫中心殘留呈帶狀分布的硅化物。
　　通過對(duì)TLP連接過程數(shù)學(xué)模型的研究和計(jì)算，當(dāng)采用厚度為50μm的BNi2作為中間層在1170℃溫度下對(duì)GH99進(jìn)行TLP連接時(shí)，所需要的等溫凝固時(shí)間約為30min，遠(yuǎn)小于試驗(yàn)過程中得到均勻化接頭所需要的時(shí)間