GH4169箔材擴散連接接頭組織與性能研究.pdf

1、本文研究了GH4169高溫合金加鎳箔中間層的擴散連接，研究了不同焊接熱循環(huán)和熱處理方式對合金晶粒度、相組成的影響。利用光學顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜(EDS)、背散射電子衍射(EBSD)和透射電子顯微鏡(TEM)技術分析了擴散連接溫度、時間和壓力對接頭組織、元素擴散和抗拉強度的影響；分析了不同次數(shù)的焊接熱循環(huán)、固溶處理、δ相時效和γ″相時效熱處理對合金晶粒度及相組成的影響。設計膜盒產品實際件的工裝卡具，密封性測試卡具，對膜

2、盒實際產品進行了擴散連接和性能測試。
　　對GH4169高溫合金進行擴散連接試驗，接頭界面由中間層鎳箔和兩側高溫合金變形層組成。接頭在高溫冷卻時受到拉應力作用產生拉伸變形，中間層寬度范圍為12-14μm，變形層寬度范圍為2-8μm。擴散連接接頭附近的元素擴散受到擴散連接溫度、時間和壓力的影響，當擴散連接溫度升高到1150℃時，界面元素擴散充分，Ni元素在固定節(jié)點(0.66-14.13)間的相對質量差由47.6降低到8.81，濃度梯

3、度基本消失。
　　研究了擴散連接工藝參數(shù)對接頭組織、元素擴散和力學性能的影響，隨著擴散連接溫度的升高，擴散連接時間的延長和擴散連接壓力的增大，接頭界面孔隙逐漸閉合，界面元素濃度梯度不斷下降，接頭抗拉強度不斷提高。當擴散連接溫度為1100℃，擴散連接時間為60min，擴散連接壓力為30MPa時，接頭抗拉強度達到660MPa。對高溫合金拉伸斷口進行觀察，接頭斷裂位置在靠近界面的中間層中，接頭斷口發(fā)生明顯的塑性變形，斷裂方式為塑性斷裂。

4、
　　研究了焊接熱循環(huán)和不同熱處理方式對合金晶粒度及相組成的影響，合金在首次熱循環(huán)中受到鍛造后殘留在基體中的應力影響發(fā)生再結晶，晶粒尺寸由33.13μm下降到26.14μm，隨著熱循環(huán)次數(shù)的增加，第二相和夾雜物向母材不斷溶解，降低了對晶界的釘扎作用，當合金經(jīng)過5次焊接熱循環(huán)后，晶粒尺寸達到48.38μm；采用T=900℃，t=0.5-48h的工藝參數(shù)對合金進行δ相時效，δ相首先在含 Nb夾雜物附近的晶界上析出，并陸續(xù)在晶界和晶內析

5、出。合金晶粒尺寸由55.03μm增大到73.08μm。采用720℃/8h+620℃/8h的工藝參數(shù)對合金進行γ″相時效，在局部區(qū)域中，細小的γ″相呈彌散分布狀態(tài)，在較大區(qū)域中，γ″相呈現(xiàn)出一定的偏析特征。γ″相時效時合金晶粒尺寸為30.94μm，小于原始母材晶粒度。
　　分析高溫合金膜片在擴散連接時的受力情況，設計膜片內外環(huán)擴散連接的卡具、裝配和定位形式，對膜盒實際產品進行擴散連接。當擴散連接溫度為1100℃，時間為60min，壓