IC10合金TLP扩散焊接头拉伸性能研究

TLP扩散焊技术是IC10合金涡轮导向器叶片关键制造工艺之一,TLP扩散焊接头性能直接影响着IC10合金涡轮导向器叶片的使用性能。钎焊工序是继TLP扩散焊工序之后叶片的又一制造工艺,TLP扩散焊对接接头性能及经历了钎焊工序的TLP扩散焊接头性能如何,是文中研究的重点内容。研究发现:IC10合金TLP扩散焊接头性能优良,对接接头横向室温屈服强度R_(p0.2)达到母材相应强度的98%,对接接头纵向室温屈服强度R_(p0.2)达到母材相应强度的89%;IC10合金TLP扩散焊对接接头横向高温抗拉强度达到母材相应强度的99%,对接接头纵向高温抗拉强度达到母材相应强度的98.6%。经历了钎焊循环的TLP扩散焊接头室温和高温拉伸强度均没有明显降低,与TLP扩散焊接头性能相当。     

TLP焊用非晶态中间层合金的制备及焊接性能

研究了适于16Mn钢TLP焊用非晶态Ni-Si-B中间层合金的成分及相选择,在热力学模拟试验机上对16Mn钢进行了TLP焊接,分析了中间层合金的焊接性能、结合界面组织和接头力学性能.结果表明,非晶态镍基中间层合金在TLP焊16Mn钢的过程中具有良好的润湿性和铺展性.接头填充饱满,组织均匀,界面母材与原始组织相比未有粗化迹象.焊接工艺参数为轴向压力10 MPa、升温速度50℃/s、焊接温度1150℃和保温时间5min条件下,所得接头的弯曲角达90°.Ni基非晶态中间层实现了16Mn钢TLP焊高强度连接.     

DD6单晶合金TLP扩散焊试样匹配性对接头持久性能的影响

采用专为DD6单晶合金设计配制的中间层合金对晶体取向完全一致及存在一定差别(10°以内)的DD6单晶试棒进行了TLP扩散焊,测试了不同接头980℃的持久强度.试验结果表明,当二焊接试样的晶体取向完全一致时,可获得单晶化的DD6合金接头,其980℃持久性能可达到母材性能指标;当二焊接试样的晶体取向存在小的差别(10°以内)时,会在接头中局部区域产生再结晶,在一定程度上降低接头性能,此时接头980℃持久性能可达到DD6母材性能指标的80%.     

DD6单晶TLP焊用中间层合金研究

DD6单晶是制造航天发动机涡轮叶片用新一代高温合金,TLP焊是实现DD6单晶焊接的有效方法。在合理地设计中间层合金化学成分的基础上,采用单辊急冷法制备出厚度40⁶0μm,宽约4mm的中间层合金箔,用以进行DD6单晶TLP焊,分析了接头微观组织特征及合金元素的扩散行为。结果表明,快速凝固中间层合金箔成分均匀,组织细小,熔化温度在1 07060μm,宽约4mm的中间层合金箔,用以进行DD6单晶TLP焊,分析了接头微观组织特征及合金元素的扩散行为。结果表明,快速凝固中间层合金箔成分均匀,组织细小,熔化温度在1 070¹ 074℃范围。在焊接温度T=1 200℃,保温时间t=8 h,焊接压力P=0.3 MPa条件下,获得了与单晶母材结合良好、组织致密的扩散连接接头。接头由焊缝中心区、等温凝固区及扩散区3部分组成。随着中间层中合金元素含量的减小,硼元素扩散能力增强,扩散区硼化物残留量趋于减少。     

基于非晶态中间层合金的316L不锈钢TLP焊接

研究了瞬时液相扩散焊316L不锈钢用中间层合金的成分和相结构,分析了中间层合金成分及焊接工艺参数对接头组织和性能的影响.结果表明,Ni-Si-B中间层合金具有非晶态结构,在TLP焊接316L不锈钢过程中展现出良好的润湿性和填缝性,接头组织连续性好,基本上无焊接缺陷.焊缝组织为Ni（Fe）固溶体和少量Cr3C2化合物,母...     

GH3230合金TLP扩散焊工艺试验

针对航空发动机热端部件结构材料GH3230合金,设计并制造了2种TLP扩散焊用非晶态中间层,并开展了TLP扩散焊工艺试验。分析了非晶态中间层、保温时间和焊接温度对GH3230合金TLP扩散焊接头微观组织与力学性能的影响;分析了TLP扩散焊的焊接过程中组织和元素分布情况,确定了液相最大宽度和等温凝固完成需要的时间。结果表明,厚度0.025～0.035 mm表面光滑的2号中间层在几种工艺参数条件下均获得了较好的焊接质量,更加适合GH3230合金TLP扩散焊焊接;保温时间从2 h增加到8 h,等温凝固区缺陷不断减少,接头强度先升高后降低,保温4 h时强度达到最高;焊接温度从1 180 ℃升高到1 220 ℃,等温凝固区晶粒逐渐长大, 强度先增加后减少,1 200 ℃×4 h的条件下接头强度达到最高为887.68 MPa,为母材强度的97.6%,且弯曲90°后焊缝没有开裂。GH3230合金TLP扩散焊在保温2 h达到了最大液相宽度70 μm,等温凝固过程的完成时间在2～4 h之间。     

瞬间液相扩散焊与钎焊主要特点之异同

从焊接进程、凝固、氧化物的破碎、中间层与钎料的区别、接头组成、脆性相的形成与消除、压力的作用、接头强化机理等方面总结分析了瞬间液相扩散焊与钎焊的区别。强调指出了下述关键点 :(1)中间层的选取是获得两种不同焊接方法接头的首要前提 ;(2 )在钎焊中侧重点是润湿性 ,它是保证接头获得一定强度的首要前提与主要手段 ;(3 )在瞬间液相扩散焊过程中 ,除了润湿性之外 ,更为关注的是降熔元素的扩散。中间层中降熔元素向母材的持续扩散是TLP接合中液态区增宽、破碎氧化膜、等温凝固、均匀化现象的本质原因 ;降熔元素向母材的充分扩散及由此而出现的中间层成分的合理改变是TLP焊接成败的命脉     

N5单晶高温合金TLP连接工艺与机理研究

文中针对N5单品高温合金的TLP连接问题,研究了N5单品高温合金TLP接头组织演变规律及其与工艺参数的关系,探讨了接头界面形成机理及接头单晶化机理,通过EBSD晶体取向差分析获得了接头单晶化的条件,并分析了工艺参数及晶体取向差对接头力学性能的影响。论文还研究了TLP热过程对N5单晶高温合金母材组织的影响。     

DD6单晶合金过渡液相扩散焊工艺

对国内自行研制的第二代单晶合金DD6的过渡液相扩散焊(TLP扩散焊)工艺进行了研究。所采用中间层合金的主要成分与DD6母材基本一致，同时加入一定量的B作为降熔元素。试验结果表明，在文中的试验条件下，很难获得微观组织与DD6母材完全一致的TLP扩散焊接头。1290℃／12h规范扩散焊接头的连接界面，约一半区域为与DD6母材类似的γ γ’组织，其它区域则为γ固溶体基体上分布着不同形态的硼化物，其980℃的持久性能接近母材性能指标的90％。延长扩散焊保温时间至24h，连接界面上的不均匀区域减少，其980℃及1100℃的持久性能分别达母材性能指标的90％～100％和70％～80％。     

GH99合金液相扩散连接界面组织分析

采用自制Ni-Cr-Si-B系列中间层对GH99镍基高温合金进行了液相扩散连接（TLP）,借助扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）等分析手段研究了焊接工艺参数以及中间层成分变化对接头界面组织的影响.结果表明,随着等温时间和焊接温度的增加,析出化合物的数量减少,接头组织更加均匀.接头中化合物的析出主要与降熔组元的扩散有关,中间层中B元素作为降熔组元,其含量的多少直接影响着接头化合物的形成数量;而Si元素由于在母材中的固溶度较高,其化合物在焊接过程中不易析出.     

9Cr1MoNbV钢瞬时液相扩散焊中间层研究

采用氩气保护,在1230～1260℃,3～5MPa下,用不同的合金中间层对9Cr1MoNbV钢管进行了瞬时液相扩散焊(TLP).通过正交试验分析了中间层、加热温度和压力对接头显微组织和力学性能的影响.结果表明:中间层是9Cr1MoNbV钢管TLP的关键;利用以母材为基体加合适降熔元素制备出的中间层,可使接头获得良好的组织和性能.     

DD3单晶合金TLP扩散焊接头的高温拉伸性能和持久性能

为了实现DD3单晶合金叶片的优质连接,采用专为DD3设计的XH4A中间层合金,对DD3进行了TLP 扩散焊试验.在1 240℃/4 h的规范下扩散焊,并在焊后按母材热处理制度进行固溶时效处理,可获得致密完整的DD3合金扩散焊接头,焊缝组织与母材类似,接头760℃和900℃拉伸强度达到母材性能指标,760℃和1 040℃持久强度分别达到母材性能指标的90%和80%.还研究了扩散焊热循环对母材组织性能的影响,结果表明,DD3合金经1 240℃/4 h热循环后,再按母材标准热处理制度进行固溶时效处理,其组织和性能与标准热处理态完全相同.研究的DD3合金TLP扩散焊工艺可用于DD3合金实际叶片构件的连接.     

T91钢管TLP与TIG+MIG焊接接头组织与性能

分别采用瞬时液相扩散焊(TLP)和TIG+MIG对T91钢管进行焊接,通过对比试验,分析了TLP和TIG+MIG焊接接头在力学性能和显微组织上的差异.结果表明:采用TLP焊接T91钢管时,接头抗拉强度和抗弯强度均强于TIG+MIG焊接;接头组织更加均匀细小,与母材接近.得出更低的焊接温度、更短的高温停留时间、合金元素均匀扩散和等温凝同使得TLP焊接接头性能优于TIG+MIG焊接接头.     

采用Ni基合金为中间层的TC4钛合金扩散焊接工艺

采用Ni基非晶态合金作为中间层对TC4钛合金进行了不同工艺参数的真空搭接扩散焊试验,通过对接头性能测试及对接头微观组织分析,研究了扩散焊工艺参数对接头性能的影响规律.试验结果表明,焊接温度和保温时间对接头质量有很大的影响.在本试验条件下,TG4钛合金添加Ni基合金为中间层扩散焊的最佳焊接工艺为焊接温度1 020℃、焊接...     

瞬时液相扩散焊接技术在低碳合金钢管对接焊中的应用

为解决低碳合金钢管的管-管对接技术问题,提高其接头性能,利用自主研发的焊接设备,采用FeNiCrSiB作为中间层,应用瞬时液相扩散焊技术(TLP),进行低碳合金钢管的管-管对接焊工艺研究。结果表明:通过调整焊接温度、焊接压力、保温时间等参数,TLP对接焊接头一次成形良好,焊缝组织无脆性相的生成,中间层也无残留的痕迹,焊缝组织与母材组织相同且界限不明显。利用TLP技术焊接完成的低碳合金钢管,其接头强度、塑性均能满足管-管对接要求。     

铝锂合金瞬间液相扩散连接接头的性能

采用纯Zn箔作中间层，对2195铝锂合金进行瞬间液相扩散焊(TLP),采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、显微硬度计和万能试验机等研究了焊接温度对接头的显微组织、元素扩散、物相以及力学性能的影响。结果表明：随着焊接温度的升高，接头焊缝处元素扩散更充分，组织更均匀，但焊接温度过高时，焊缝处会出现母材过烧和晶粒粗大的现象；接头焊缝处物相主要由Al、Al_0.71Zn_0.29和CuZn₂金属间化合物组成；随着焊接温度的升高，接头显微硬度总体呈下降趋势，剪切强度呈先上升后下降的趋势，当焊接温度为560℃时，接头剪切强度最大，为96.7 MPa。     

5A02铝合金的瞬时液相扩散连接技术研究

铝合金表面极易形成一层稳定的氧化膜,它严重影响其焊接性能。采用特殊的铝基中间层合金进行了5A02铝合金管的瞬时液相扩散(TLP)连接,用电子探针分析其接头组织,讨论了氧化膜的去除过程。试验结果表明,采用特殊的铝基中间层合金和合适的工艺参数,可以有效的去除铝合金表面氧化膜,接头组织与母材相似且连续,晶粒跨界面生长,性能达到母材的水平。     

时效对T23耐热钢TLP连接接头组织与性能的影响

用FeNiCrSiB合金箔作中间层,氩气保护,在焊接双温工艺(加热温度1240℃,保温50 s,等温凝固温度1210℃,保温4 min,压力6 MVa)条件下,对T23耐热钢管进行TLP连接.然后对焊接试样进行700℃、不同时间的时效试验.利用力学性能试验机对接头拉伸性能进行测试,利用金相显微镜、显微硬度计分析不同时效时间后TLP连接接头的显微组织和接头区域显微硬度.结果表明:接头经700℃×500h时效后,中间层元素进一步向母材扩散,接头组织成分均匀化增强,焊缝与母材硬度的差异明显缩小,接头的拉伸性能合格,断裂位置均位于远离焊缝的母材区域,从而保证了接头在时效后性能的稳定.     

MGH956合金TLP连接机理及接头组织分析

MGH956合金是采用机械合金化方法制造的氧化物弥散强化高温合金，具有高温力学性能好、高温抗氧化和抗腐蚀性能好的综合优势。自行研制了中间层合金KCol进行MGH956合金过渡液相(TLP)扩散连接试验，分析了接头组织、成分和连接工艺的关系，确定了MGH956合金TLP扩散连接机理。同时，对MGH956合金焊接接头中产生的夹渣缺陷进行了深入的分析。结果表明：在连接温度1240℃、保温8h条件下，可以获得焊接缺陷少、完整连续的焊接接头。     

DD6高温合金TLP焊接接头组织形成规律

采用镍基中间层合金,在真空钼丝炉中对第二代镍基单晶高温合金DD6进行了瞬时液相扩散焊(TLP焊)连接,焊接温度为1200℃、保温时间为12h。用标准热处理制度对其接头进行热处理,分析了热处理工艺对接头组织的影响规律。结果表明,设计的中间层合金熔点在1084~1095℃范围,组织细小均匀,满足DD6单晶的扩散连接需要;TLP焊焊缝组织由γ相和γ′相组成,无片状共晶组织形成;焊缝金属与母材结合良好,经标准热处理后γ′相发生明显的晶粒长大和立方化,并以典型的立方形形貌均匀弥散地分布于基体之中,形成了微观结构理想的扩散连接接头。