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BNi68CrWB钎焊GH648/K42异种高温合金接头的组织与性能

2017-11-13 14:37 来源:中国联合钢铁网
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镍基高温合金具有较高的比强度,良好的热稳定性能和热力学性能,是应用最为广泛的一种高温合金,其中,铸造高温合金强度最高,可精密铸造成小型承载构件,如K24合金,常用作发动机调节片或涡轮叶片等;变形高温合金强度高,并具有一定塑性,可加工成结构复杂构件,如GH648合金,可用于航空发动机的燃烧室材料等,实际使用中经常将两种不同的高温合金连接组成一个复杂构件满足使用需要,但高温合金的塑性和可焊性较差,焊接时易产生热裂纹,一般的高温焊接方法难以实现其可靠连接,目前常用的焊接技术有固相扩散连接,激光焊接,瞬时液相连接以及钎焊等。 其中,钎焊技术可以在不施加压力条件下实现连接,获得完整致密的焊接接头的同时又不会造成接头塑性变形,且生产效率高,成为高温合金实际构件连接的常用技术。镍基钎料具有优异的高温性能,是镍基高温合金最常用的钎料,其中,BNi68CrWB具有较低的硼含量,较高的钨含量,能够减少硼对母材晶间渗入并提高钨对钎料的强化效果,提高钎料高温强度。 研究者们选用BNi68CrWB钎料钎焊K24与GH648异种合金,分析钎焊工艺参数(钎焊温度、保温时间、钎焊间隙)对接头组织以及力学性能的影响。GH648热处理制度(1140℃×1h空冷(AC)+900℃×16h(AC)),K24使用状态(铸态或(1210+/-10)℃×16h(AC)),BNi68CrWB钎料熔点(970~1095℃),设计钎焊温度为1150~1200℃,保温10~60min。研究结果表明: (1)钎焊温度对接头影响显著,当保温10min较短时间时,钎焊温度升高,有利于钎料扩散,接头性能提高,但过高又会引起母材向钎料溶蚀加剧,接头内脆性相W-Cr-Ni含量增大,并产生微裂纹,接头性能下降,温度过低,填缝不完全导致接头强度低。 (2)在1150℃延长保温时间可增大钎缝中镍基固溶体的比例,减小化合物的生成,共晶组织增多,接头强度升高,但保温时间过长,共晶组织又逐渐减少,母材向钎料的溶蚀加剧,性能略有下降。 (3)装配间隙在0~0.15mm范围对接头影响不明显,除了1100℃和1150℃保温10min外,钎焊接头拉剪后全部断在K24母材处。

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