镍基合金焊接裂纹研究现状

近年来,镍基合金焊接件在航空航天、核电、火电和石油化工等工程领域的应用需求快速增长。本文介绍了镍基合金的分类以及镍基合金焊接方法的研究,由于成本以及技术等的限制,镍基合金的焊接主要采用熔化焊焊接方法。重点综述了镍基合金焊接裂纹的产生机理以及各元素对裂纹的影响。镍基合金熔化焊焊接过程中易产生4种焊接裂纹:结晶裂纹、液化裂纹、失塑裂纹和应变时效裂纹。总体上,结晶裂纹和液化裂纹产生机理已较为明确,焊接过程中低熔点液态薄膜的出现是结晶裂纹和液化裂纹产生的主要因素。失塑裂纹目前仍没有对其明确的定义,镍基合金失塑裂纹产生机理也存在着较大的分歧。镍基合金应变时效裂纹是沉淀强化镍基合金所特有的,裂纹产生与沉淀相的沉淀速率密切相关。杂质元素和添加元素对镍基合金焊接裂纹敏感性有着重要影响,元素的影响虽然已经进行了大量的研究,但元素单独或者协同对裂纹敏感性的具体影响仍需进一步的研究。     

高温镍基合金MAN900焊接热裂纹的预防

高温镍基合金MAN900材料焊接的主要问题是热裂纹。通过合理地选择焊接方法、焊接材料及其焊接参数,有效地解决了MAN900材料焊接的热裂纹问题,并总结出针对该材料行之有效的焊接操作要领。     

Inconel 690镍基合金焊接研究进展

Inconel 690镍基合金是一种面心立方结构的高温合金,具有优异的耐高温及耐腐蚀性能,被广泛应用于核电、石油化工和航空航天等领域。文中主要从焊接方法、凝固裂纹敏感性和高温失塑裂纹敏感性三个方面对Inconel 690镍基合金的焊接研究现状进行了总结和分析。传统熔化焊方法焊接Inconel 690镍基合金时易引起晶粒粗大、元素偏析并增加裂纹敏感性,而能量密度高的激光焊有望解决此类问题,然而相关研究较少;对铌的最佳含量范围存在很大分歧,析出相诱导机制的机理尚未明确,从工艺角度改善凝固裂纹和高温失塑裂纹的研究仍需进一步研究。     

新型高温镍基合金激光焊接研究取得进展

近期,中国科学院上海光学精密机械研究所激光智能制造技术研发中心研究员杨上陆团队,在高温熔盐用新型结构材料激光焊接方面取得新进展。该研究首次采用高功率激光器,实现了镍基高温合金的无缺陷焊接成形,并对焊接接头显微组织和力学性能进行了系统评价。     

铪对铸造镍基高温合金焊接裂纹的影响

对含铪铸造高温合金在TIG焊接凝固过程中物理冶金特性的研究结果表明,铪显著降低合金焊接裂纹的敏感性。铪增加合金r+r’共晶量并扩大凝固温度范围,使合金枝晶间微液池在很宽温度范围内相互连通。凝固后期富铪熔体具有良好的流动性和润湿性并具有趋肤效应,趋肤液是含铪量高于6%的多元共晶液,它具有自钎接性能,对裂纹起“自愈合”作用。这些结果证明,合金凝固范围宽窄不是影响焊接裂纹的唯一因素,最后凝固液体的物理化学性质具有重要作用。     

Incoloy825镍基合金的焊接

我厂在生产合成氨装置的气化炉中采用了Incoloy825镍基合金.气化炉的设计压力6.9MPa,工作压力6.5MPa,设计温度270℃,工作温度252℃.鉴于气化炉长期处于高温、高压及腐蚀性介质下工作,其操作条件十分苛刻,因此对Incoloy825的焊接接头提出较高的     

镍基焊接材料高温失塑裂纹的研究现状及研究趋势

高温失塑裂纹DDC(Ductility Dip Cracking)是一种出现在奥氏体不锈钢、镍基合金、铜基合金和钛合金等许多工程材料中的显微裂纹。简单介绍了高温失塑裂纹的发展过程，重点论述了镍基焊材中该裂纹的试验方法和产生机理，简要分析了评价该裂纹的试验方法的优劣，并对其防止措施做了简单的介绍，最后对该裂纹的研究趋势做了展望。     

典型耐热镍基合金抗高温氧化行为研究

通过高温循环氧化实验,研究了3种镍基合金在1095和1150℃的高温抗氧化行为,并采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了氧化膜表面形貌、氧化膜厚度及成分。结果表明:BSTMUF601合金的抗氧化性能优于Inconel601合金和Incoloy800H合金,Incoloy800H合金抗氧化性能最差。1095℃下合金的氧化动力学曲线呈抛物线规律,1150℃下Incoloy800H合金抗氧化性显著降低,试样氧化极为严重,温度低于1150℃时合金均体现出良好的抗高温氧化能力。BSTMUF601和Inconel601合金氧化后表面生成一层致密的氧化膜,经分析主要是Cr和Al的氧化物,且氧化膜外层以Cr的氧化物为主,氧化膜厚度接近50μm,Incoloy800H合金表面氧化层中以Fe的不同结构氧化产物为主。     

镍基合金ENiCrMo-2焊条的研制

针对工程用UNS N08120合金的焊接大多依赖进口焊条的现状,开展ENiCrMo-2焊条国产化研究。所研制的ENiCrMo-2焊条具有良好的全位置焊接工艺性,各项性能均满足技术要求,具有优良的力学性能及抗热裂纹性能,其室温力学性能与进口焊条相当。     

镍基合金K4648焊接接头疲劳裂纹扩展速率的研究

为了对某飞机发动机涡轮导向器叶片修复焊接后的安全性和寿命进行评估,试验研究了导向器叶片用K4648合金TIG焊接头的疲劳裂纹扩展速率(da/dN- △K).分别测得了K4648合金母材、焊缝和热影响区疲劳裂纹扩展速率的表达式,对各区域的显微组织特征进行了观察,并测量了3个区域的硬度.结果表明:裂纹在母材中最容易扩展,在...     

镍基合堆焊层焊接热裂纹研究

该文采用托马斯镶嵌块试样和镍基合金管与不锈钢堆焊层实样进行焊接试验，比较了空冷，水冷和－４０℃干冰酒精冷却条件下焊接对焊缝微裂纹的影响。结果表明焊缝的高速冷却有利于镍基合金焊缝热裂纹的减少。     

核级镍基合金焊接材料失塑裂纹研究现状

镍基合金及其焊接材料因具有优异的耐蚀性和高温力学性能,成为核电站关键设备中的关键材料,其焊接质量关系到核电站的安全运行。失塑裂纹(ductility-dip crack,DDC)是镍基合金中常见的一种微观缺陷,常常出现在多层多道焊中,因其尺寸小(长100μm左右)、难检测,成为核电站运行安全的潜在威胁。本文简要地回顾了核级镍基合金及其焊接材料的发展历程,从镍基600系列合金发展到690系列合金,解决了焊接接头晶间腐蚀裂纹问题,但对之引起的焊接DDC问题,从成分设计角度,开发了以Inconel 52、Inconel 52M和Inconel 52MSS为代表的焊接材料,焊接接头的DDC敏感性逐步降低,但此问题至今并未完全解决。介绍了DDC的微观特征及其敏感性评价方法,总结了目前比较认可的DDC开裂机制,从成分和微观组织角度分析了其影响因素,最后进行了展望。     

管板堆焊镍基合金625焊接工艺

镍基合金625是一种既具有高强度又有优异耐蚀性能的材料,在石油化工领域应用广泛,介绍了镍基合金625的焊接特点及焊接过程中的注意事项,同时采用带极埋弧焊方法,焊带为EQNi Cr Mo-3,焊剂为ES200,对管板堆焊镍基合金625进行了焊接工艺试验,通过无损检测、堆焊层化学成分分析、弯曲试验、晶间腐蚀试验、显微组织及显微硬度检验,验证了焊接工艺的合理性,选出了最优的焊接工艺参数,并指导实际产品的管板堆焊,获得了满意的效果。     

镍基合金管道环形焊接与焊后热处理模拟

对镍基合金管道环形焊缝进行焊接与焊后热处理模拟,为镍基合金焊接后处理工艺的优化提供有意义的参考.首先利用ABAQUS软件进行环形焊接模拟,考察管壁厚一定,随内径厚度比(D/B)变化时,轴向与周向焊接残余应力变化趋势;随后依据Norton蠕变准则,选取合适的蠕变激活能,考察相同保温时间下,不同保温温度对降低焊接残余应力的...     

镍基耐蚀合金焊接接头的无损检测工艺

笔者单位于2002年5月承接福建炼油化工有限公司碱渣装置WAO系统管道检测任务。该系统管道从美国整体预制后引进安装,管道材质为NS312镍基耐蚀合金(因康镍600),管线尺寸为60mm×4mm和30mm×3mm,共有焊接接头90道。针对NS312镍基耐蚀合金钢(以下简称NS312合金钢)焊接特性和易产生热裂纹、晶间腐蚀和应力腐蚀开裂的特点。制定合理的无损检测工艺,防止在安装和在线监测过程中裂纹等危险性缺陷的漏检,确保NS312合金钢焊接接头的焊接质量。1　NS312合金钢物理特性及易产生的缺陷NS312合金钢具有热导率低、线膨胀系数大、电阻率高及…     

大厚度比镍基高温合金构件的焊接工艺

基于Inconel718镍基高温合金材料的可焊性分析以及对大厚度比焊接件的结构分析,以1mm厚度的薄壁件为切入点研究了采用与不采用辅助夹具进行焊接定位的施焊效果。采用钨极脉冲氩弧焊方法使用辅助夹具对0.8mm厚度薄板进行焊接工艺试验,获得熔合良好的接头。大厚度比(1∶11)构件的焊接工艺应以控制热输入与防止薄壁件变形为原则,通过分析结构特点可利用夹具进行定位、辅助散热的作用制定出有效的焊接工艺。     

焊接工艺对690镍基合金焊丝熔敷金属高温失塑裂纹敏感性影响研究

针对690镍基合金熔敷金属高温失塑裂纹敏感性问题,采用基于Gleeble-3500热力耦合试验机的STF试验,开展焊接工艺对国产化690镍基合金焊丝WHS690M熔敷金属高温失塑裂纹敏感性的影响研究,并与进口Inconel 52M焊丝试验结果进行对比分析。试验表明,熔敷金属高温失塑裂纹最小临界应变出现在1 050℃附近,焊接热输入对最小临界应变影响较小,相比于大面积堆焊熔敷层,对接焊缝熔敷金属临界应变降低,高温失塑裂纹敏感性提高。     

镍基高温合金K17的激光熔覆处理热裂纹敏感性研究

在铸造镍基高温合金涡轮叶片Ｋ１７上激光熔覆３种不同的钴基合金粉末，研究了３种组配的金相组织，显微硬度分布，成分分布及热裂纹敏感性。结果表明：激光熔覆钴基粉末对于Ｋ１７材料的叶冠端有改性作用，降低了Ｋ１７材料的热裂纹敏感性，涂层与基材能形成良好的冶金结合且涂层硬度较高。     

镍基耐蚀合金高温加工特性的研究

采用Thermomacmaster-Z热模拟试验机和TEM研究了G3、G3-Z和825镍基耐蚀合金1030℃～1350℃、应变量(ε)0～0.8、变形速率5s-1、25s-1的应力-应变曲线和温度对合金变形抗力和断面收缩率的影响。结果表明,随着温度的升高,合金的变形抗力及其最大值降低,断面收缩率先上升后下降。825合金的高温变形抗力低于G3及G3-Z合金,而热塑性优于G3及G3-Z合金;锻态G3合金高温变形抗力大于铸态G3-Z合金,而高温热塑性优于G3-Z。G3、G3-Z、825合金的热加工最高温度分别为1240℃、1220℃和1240℃。