关于GH3039高温合金的焊接性,你了解多少?
高温合金的可焊性
【关于GH3039高温合金的焊接性,你了解多少?】高温合金的焊接性是指在一定焊接工艺条件下 , 对裂纹敏感性、接头微观组织均匀性、接头力学性能和工艺措施复杂程度的综合评价 。 焊接性是选择高温合金的科学依据之一 , 也是焊接件设计和焊接工艺制定的重要依据 。
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高温合金的裂纹敏感性
(1)焊接热裂纹
焊接热裂纹主要包括焊缝中的热裂纹和焊缝附近的液化裂纹 。 根据焊接冶金学原理 , 焊缝金属或母材的晶界中存在低熔点物质 , 在结晶脆性温度范围内成为液化膜是焊接热裂纹的根本原因 。 同时 , 存在焊接约束应力是必要条件 。 因此 , 铁基合金和镍基合金都容易产生焊接热裂纹 , 其原因是
a.沉淀强化合金 , 其中溶解度有限的元素与Ni或Ta反应 , 容易形成共晶Ni 。 硅 , 铁铌 , 镍 。 b等 。 在晶界处;特别是高镍合金对杂质(磷、硫、铅、锡、铋、钙等)更敏感 。 ).同时 , 高温合金容易形成定向性强的单相奥氏体柱状晶 , 促进杂质偏析 。
b.合金线膨胀系数大(铁基合金大于镍基合金) , 容易形成较大的焊接应力 。
c.在合金体系中 , 高温合金的凝固温度范围和固相线是不同的 。 结果表明 , 合金的凝固温度范围越大 , 固相线越低 , 结晶裂纹倾向越大 。
焊缝区附近产生液化裂纹的根本原因是焊接热时晶界处存在低共晶膜 , 以及焊接过程中不平衡的快速加热和冷却造成的偏析 。 无论是固溶强化还是沉淀强化的合金 , 液膜主要形成在晶界碳化物相MC或MbC型周围 , 即焊接快速加热时 , MC倾向于分解并扩散溶解到基体中 , 但由于时间不够 , 无法达到平衡 , 高浓度溶解元素富集在MC周围并与基体Y反应形成共晶 。 在Al、Ti含量较高的强化合金中 , 还与Y产生/反应并富集英寸周围的溶质元素 , 在Y-y相界面发生共晶反应 , 形成共晶并开裂 。
高温合金的状态对液化裂纹的产生也有很大影响 。 铸态合金和变形合金的失效状态对液化裂纹更敏感 , 而固溶态(或退火态)的液化裂纹倾向较小 。 此外 , 高温合金的晶粒越粗 , 越容易引起液化裂纹 。
(2)应变时效裂纹-Q
应变裂纹是指沉淀强化高温合金焊接后 , 在时效处理或高温服役过程中 , 由于焊接残余应力的作用 , 由沉淀强化引起的一种沿晶开裂现象 , 属于再热开裂性质 。
应变裂纹的显著特点是它发生在焊缝附近的粗晶区 , 是典型的晶界断裂 , 但它能穿透焊缝金属或在距焊缝一定距离处延伸到母材 。 高温合金中Al和Ti含量越高 , 析出强化越强 , 变形越容易集中在晶界上 , 塑性和韧性越差 , 对裂纹越敏感 。 硅、硫等杂质元素 。 在高温合金中防止高温合金中的应变时效裂纹是非常有害的 。
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节理结构的不均匀性
固溶强化合金的显微组织相对简单 。 焊接后 , 焊缝金属从变形组织变为铸态组织 。 由于焊接熔池冷却速度快 , 焊缝金属会因晶内偏析而形成层状结构 , 偏析严重时会在枝晶内形成共晶组织 。 接头的热影响区将沿晶粒产生局部熔化和晶粒长大 。
焊接接头的等强度
接头的等强度是焊接成功的关键因素 。 要求高温合金焊接接头与母材一样具有抗氧化性、耐腐蚀性、良好的高温强度、塑性和疲劳性能 。 无论是固溶强化的合金还是析出强化的合金 , 在过热区都有明显的晶粒粗化现象 。 粗晶对高温瞬时强度和持久强度有一定的优势 , 但严重降低高温塑性和疲劳强度 。 过热区域越宽 , 影响越严重 。 接头强度系数主要取决于接头区的显微组织特征 , 尤其是热影响区的晶粒长大 , 强化相和碳化物溶解形成的弱化区直接影响接头强度 。 在拉伸过程中 , 弱化区和硬化区阻碍了试样的均匀变形 , 焊缝的存在也影响了接头的均匀变形 , 所以大部分塑性变形发生在弱化区 , 大部分最终的紧缩和开裂发生在f区 。
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