不同钎料钎焊K465高温合金接头的组织和性能

分别采用一种镍基活性钎料和Co45NiCrWB钴基钎料,在1 220℃下对镍基铸造高温合金K465进行了钎焊试验.结果表明,这两种钎料均可实现K465合金的钎焊.镍基活性钎料钎焊接头室温拉伸强度为862 Mpa,975℃持久强度基本达到母材性能指标的40%;Co45NiCrWB钎料钎焊接头室温拉伸强度为714 Mpa,975℃持久强度超过母材性能指标的40%,并可达到母材性能指标的50%.     

两种钎料大间隙钎焊K465合金接头组织及性能

采用预填镍基合金粉的方法,分别采用一种钴基钎料和一种镍基钎料对K465镍基铸造高温合金进行了大间隙钎焊试验。结果表明,这两种钎料均能实现K465合金的大间隙钎焊。钴基钎料钎焊接头微观组织主要包括镍基合金粉颗粒、粉颗粒间Ni-Co基固溶体以及固溶体上分布着的灰色块状相M23(C,B)6和白色块状相M3B2。镍基钎料钎焊接头微观组织包括镍基合金粉颗粒、粉颗粒间Ni-Cr基固溶体以及分布在颗粒上和颗粒间的白色物相M3B2。钴基钎料钎焊接头900℃平均抗拉强度520 MPa,高于镍基钎料钎焊接头的488 MPa,两者均超过了母材强度的50%。     

发动机低压涡轮叶片锯齿冠耐磨片的钎焊

为实现某发动机低压涡轮叶片锯齿冠耐磨片的连接,采用B-Ni65CoCrWBMoAlNb钎料,对K465合金与B-2合金进行了钎焊工艺试验,测试了钎焊接头强度,分析了钎焊接头组织,对低压涡轮叶片锯齿冠耐磨片进行了钎焊试验和耐磨片的撕裂试验,试验结果表明:用B-Ni65CoCrWBMoAlNb钎料可实现K465合金与B-2合金钎焊连接,钎焊的低压涡轮叶片锯齿冠耐磨片通过了发动机长试考核。     

电子束钎焊修复K465镍基高温合金叶片

采用自制镍基钎料进行了K465镍基高温合金叶片模拟件的真空电子束钎焊,研究了开贯通槽(磨掉全部裂纹)和开非贯通槽(磨掉80%～90%裂纹)的两种开槽方式对叶片模拟件接头产生裂纹的影响,分析发现开贯通槽试件很少产生裂纹而开非贯通槽试件都产生裂纹.借助扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)等方法分析了接头界面结构,确定了界面反应产物及其形态分布.结果表明,在界面反应层中生成镍基γ固溶体,NiSi,NiB,NiAl和NiSi五种产物.     

镍基高温合金GH4099钎焊连接研究现状

镍基高温合金是航空航天领域的重要材料,广泛应用于发动机涡轮叶片、燃烧室等部件,其连接结构是影响整体性能的关键部位。钎焊是制造镍基高温合金零部件最常用的连接工艺,在此介绍了镍基高温合金GH4099的钎焊连接现状,从常用钎料、钎焊接头界面和力学性能等方面展开阐述,并对GH4099合金的未来钎焊连接研究方向和发展趋势进行了展望。     

K24合金铸件缺陷的真空钎焊修复工艺

对K24合金铸件缺陷的真空钎焊修复工艺进行了研究。选择了适合K24合金铸件缺陷钎焊修复的高温钎料B-24,并对B-24钎料进行了工艺性能试验和钎焊接头的力学性能试验;确定了K24合金铸造件缺陷处(特别是裂纹)氧化膜的清理方法、真空钎焊修复工艺及铸件钎焊修复后变形的校形方法。试验结果表明:B-24钎料对K24合金具有良好的润湿性和填缝性能,钎焊接头在高温下具有较高的拉伸强度,采用机械打磨法和切割法可有效去除铸造件缺陷部位的氧化物,研究确定的K24合金铸件缺陷的真空钎焊修复工艺切实可行,并修复后的铸件符合零件使用的技术要求。     

K447A镍基高温合金钎焊接头组织及性能

采用Co45NiCrWB和B-Ni54NbCoWCrS两种钎料对K447A镍基铸造高温合金进行了高温真空钎焊试验并做了后续热处理。结果表明,两种钎料钎焊接头致密完整,性能良好;钎焊接头的高温拉伸性能均都达到母材强度的60%以上;Co45NiCrWB钎料钎焊接头的高温持久性能要远好于B-Ni54NbCoWCrS钎料钎焊接头的高温持久性能。     

BNi-2和BNi71CrSi钎料钎焊K405合金接头组织与性能比较

分别采用BNi-2钎料和BNi71CrSi钎料对铸造高温合金K405进行真空钎焊,同时对K405材料的真空钎焊工艺、力学性能和金相组织进行对比研究。结果表明,利用BNi-2和BNi71CrSi两种钎料钎焊K405材料,获得的接头组织均良好;与BNi-2钎料相比,BNi71CrSi钎料钎焊K405的焊接接头性能更高。为保证钎焊接头质量,钎焊间隙小于50μm。     

扩散处理对镍基高温合金大间隙钎焊接头组织和性能的影响

采用含有Nb、Al、Ti的镍基钎料钎焊大间隙K465镍基高温合金,研究扩散处理对接头组织和性能的影响。结果表明,钎焊状态下K465镍基高温合金大间隙接头组织由γ+γ′相,块状γ′相及硼化物、硅化物及硼碳、硅碳复合化合物构成,液相扩散处理有利于元素扩散,明显改善接头组织性能,固相扩散接头组织性能改善不明显。     

BNi68CrWB钎焊K24/GH648异种高温合金的界面形成机理

采用BNi68CrWB钎料粉末对K24和GH648异种高温合金进行钎焊连接,分析了接头典型界面组织,提出了钎焊过程反应机理.结果表明,接头由共晶区、等温凝固区和扩散区组成.共晶区由WB,CrB和镍基固溶体组成,等温凝固区为镍基固溶体,GH648侧扩散区由WB,W_xB_y,Cr_xB_y,以及沿晶界析出的镍基固溶体和少量的Cr₂Ni₃相组成,K24侧扩散区与母材差异不明显.钎焊过程由元素富集、母材溶解、等温凝固和共晶凝固四个阶段组成.其中等温凝固阶段是钎焊过程中最关键的阶段,等温凝固不完全时,钎缝中央存在共晶组织,影响接头性能.钎焊温度1 150℃,保温120 min时,等温凝固完全,接头组织均匀,力学性能最优,室温拉剪强度可达323 MPa.     

Transient liquid-phase bonding of superalloy K465 using a Ni-Cr-Fe-B-Si amorphous interlayer alloy

A kind of Ni-Cr-Fe-B-Si system amorphous alloy was used as interlayer in transient liquid-phase bonding(TLP bonding) of polycrystalline superalloy K465.The bonding behavior,microstructure feature and the tensile properties of the joints were investigated.There are B-rich phase and Si-rich phase formed in the center of the seam after bonding at 1210℃ for 30 min.The isothermal solidification is complete after bonding at 1210℃ for 4 h.The relationship of the average width of the remnant eutectic zone and bonding time at 1210℃ is nonlinear.The tensile strength of the bonded joint at room temperature and 900℃ is comparable to that of K465 alloy.     

Thermal fatigue behavior of K465 superalloy

The thermal fatigue behavior of K465 superalloy was investigated at the peak temperature of 1050℃. By scanning electron microscopy （SEM） and optical microscopy, the main crack length was observed and measured. The initiation sites of the tested alloys are different in as-cast （named as K465） and solution heat treatment （named as SK465） conditions. In K465 alloy, most thermal fatigue cracks nucleate at （Nb,W,Ti）C carbides. In SK465 alloy, thermal fatigue cracks initiate in interdendritic regions, MC-type carbides and some interfaces. Thermal fatigue cracks propagate in transdendritic mode, and M6C-type carbides could retard thermal fatigue crack growth for SK465 superalloy.     

K465合金涡轮叶片叶身开裂分析

发动机厂内试车后进行荧光检测,发现多件K465合金涡轮叶片在叶冠叶身出现裂纹。采用体视显微镜和扫描电镜对叶片进行裂纹形貌及断口分析、金相组织检查等。结果表明：裂纹性质为疲劳开裂,起源于内腔表面。裂纹产生原因是叶片采用铝基型芯浇注以及模组方式不当,使得该位置产生较大铸造应力。通过将铝基型芯改为硅基型芯、改进铸造工艺和优化模组方式,可降低叶片的铸造应力,预防此类故障。     

镍基高温合金中的初生碳化物及其强化作用

对K465和K492合金进行室温拉伸、高周疲劳和差热分析实验,使用扫描电镜和透射电镜观察和分析铸态K465和K492合金中初生碳化物的形态、类型及分布。研究铸态K465和K492合金中初生碳化物对合金强度的影响。结果表明,在K465合金中形成MC型初生碳化物,呈骨架状,对合金室温强度有利;在K492合金中也形成MC型初生碳化物,当碳化物呈尺寸较大的块状时,降低合金的高周疲劳强度;为弥散分布的细小颗粒时,提高合金的高周疲劳强度。     

激光立体成形K465高温合金的组织研究

采用激光立体成形技术制备了K465镍基高温合金试样,研究了晶粒、γ′强化相及碳化物等组织的特征及演化规律。结果表明:试样中心区域内晶粒粗大,顶部边缘区域晶粒细小;试样内枝晶呈现明显的沿沉积方向外延生长特点,在接近试样底部的部分,熔覆层顶部由于重熔不完全而出现转向枝晶区;熔覆层交界处的γ′相尺寸略大于层内的γ′相,枝晶间的γ′相尺寸略大于枝晶干上的γ′相;MC碳化物呈现多种形貌,底部存在分叉发达的花瓣状MC碳化物,中部有较多短棒状MC碳化物,顶部存在棒状和八面体状的MC碳化物。     

K465涡轮导向器熔模铸造工艺研究

涡轮导向器是在研某型号航天发动机的关键部件,采用K465铸造高温合金无余量整体熔模铸造而成。该部件由内锥、内环、叶片、外环和法兰五位一体构成,整体呈复杂框架结构,其叶片最薄处仅为0.7mm,且壁厚相差悬殊,铸造凝固过程易产生疏松、裂纹等缺陷,试制工艺难度很大。设计采用了蜡模分体压制,组合夹具精确定位,蜡模拼装组合成型的工艺方案,使叶片的一致性和尺寸精度得到了保证,获得了导向器熔模铸造用整体蜡模;通过浇注系统、铸造工艺的优化,解决了试制过程中出现的疏松和开裂问题,保证了铸件的冶金质量,研制出了合格的导向器铸件。     

激光增材修复K465高温合金裂纹控制研究

采用激光增材技术修复了损坏的K465镍基高温合金航空发动机涡轮叶片,研究了激光增材修复K465高温合金的裂纹特征,分析了开裂机理,并采取有效措施实现了裂纹控制。结果表明:激光增材修复K465合金的裂纹产生于热影响区,并沿晶界扩展到修复区中,为液化裂纹;热影响区晶界上的连续液膜来源于晶界上大尺寸γ′相的液化,且晶界液化过程中有γ-γ′共晶出现;利用Ansys软件进行应力场模拟的结果显示,基材及熔池之间存在较大热应力;通过同步预热基材,并采用优化的激光工艺参数,实现了K465高温合金单道多层结构的无裂纹激光增材修复。