航空渦輪葉片通常用含有較多耐火材料及貴重金屬元素的高強(qiáng)度、耐高溫的鎳基或者鈷基高溫合金制造而成,其價(jià)格昂貴。本課題基于葉片修復(fù)的背景,采用瞬態(tài)液相擴(kuò)散焊（Transient Liquit Phase,TLP）的方法連接DZ40M定向凝固高溫合金。TLP基本過程是用一種熔化溫度較低的薄中間層合金作為連接合金,放置在焊接面之間,施加小的壓力或不施加壓力,并在真空條件下加熱,由于達(dá)到中間層的熔點(diǎn)或者是由于中間層和母材相互擴(kuò)散形成共晶反應(yīng)產(chǎn)物而導(dǎo)致形成一種低熔點(diǎn)的液相合金,形成一層薄的液相中間層,液態(tài)的中間層合金潤濕母材,在焊接面間形成均勻的液態(tài)薄膜。經(jīng)過一定的保溫時(shí)間,中間層合金與母材之間發(fā)生擴(kuò)散,尤其是通過降熔點(diǎn)元素不斷向母材擴(kuò)散,使得殘留液相的熔點(diǎn)不斷升高,從而在等溫條件下凝固,最終得到致密的接頭。本課題選用Al/Co/Al三明治型箔片作為TLP連接的中間層,DZ40M中的主要元素Co、Cr、Ni、W向中間層中擴(kuò)散并發(fā)生冶金反應(yīng)且反應(yīng)產(chǎn)物熔點(diǎn)高于Al本身熔點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了在某一略高于Al熔點(diǎn)的溫度下DZ40M母材之間的互連接。DZ40M中元素種類較多,直接焊接體系復(fù)雜。本課題先分別研究Al-D... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

典型的定向凝固示意圖

生[27，28]。由于國內(nèi)外對于定向凝固鈷基高溫合金的研究很少，所以參考了部分國內(nèi)外對于定向凝固鎳基或者其他基體的高溫合金的研究。1.3.1 電弧焊駱合力[29]等對于 Ni3Al 基合金 IC-218 進(jìn)行手工電弧焊，使用的焊條為 Ni818。采用合理的焊接工藝，可以實(shí)現(xiàn) IC-218 的結(jié)構(gòu)焊接，并且工藝穩(wěn)定性好，能夠在不同環(huán)境下對不同形狀部件進(jìn)行焊接，焊口無裂紋和縮孔等缺陷。但由于 Ni3Al基合金中易氧化的鋁元素含量較高，以及鎳基合金有很強(qiáng)的吸氣傾向性，在焊接過程中易于在焊縫中產(chǎn)生氧化夾雜引起焊接裂紋。R.K.SIDHU[30]等研究了定向凝固高溫合金Rene 80 GTA焊接的顯微組織影響，焊接過程的快速加熱導(dǎo)致固態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物的晶界液化沉淀，晶間元素偏析誘導(dǎo)產(chǎn)生M5B3 硼化物、二次凝固組分 MC 碳化物以及硫代碳化物，這些均存在于預(yù)焊接熱處理合金中，這些顆粒的液化會(huì)導(dǎo)致熱影響區(qū)的晶界變脆，并導(dǎo)致沿著液化晶界的微裂紋，如圖 1-2 所示。

1-3 裂紋從集體晶界處引發(fā)并滲透進(jìn)沉積層[ FGH95 合金粉末在 DD3 單晶基材和定向垂直的晶面)上進(jìn)行激光多層涂覆實(shí)驗(yàn)激光涂覆層中的主要元素 Cr 和 Co 的偏層中各元素的顯微偏析比熱處理之前有長方向進(jìn)行拉伸，強(qiáng)度指標(biāo)達(dá)到同種末冶金試件。研究了定向凝固高溫合金 Inconel 738 的分析表明，裂紋主要發(fā)生在熱影響區(qū)，區(qū)中γ-γ′共晶相的存在，常常能在定向心線裂紋并沒有產(chǎn)生。二次凝固組分（M′共晶相）和γ′沉淀顆粒是晶界液化和 Nd：YAG 激光工程凈成形（LENS）工復(fù)，對工藝參數(shù)的選擇與沉積物的形成

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]DZ40M合金釬焊接頭組織與性能[J]. 趙海生,潘暉,張學(xué)軍,程耀永.  焊接學(xué)報(bào). 2016(07)
[2]K423合金釬焊接頭組織性能與葉片修復(fù)[J]. 潘暉,趙海生,張學(xué)軍.  電焊機(jī). 2016(06)
[3]保溫時(shí)間對K452高溫合金釬焊接頭組織與性能的影響[J]. 趙海生,潘暉,張學(xué)軍,劉永超.  航空材料學(xué)報(bào). 2015(03)
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[5]Al/Co相界面的擴(kuò)散溶解層[J]. 宋玉強(qiáng),李世春,楊澤亮.  焊接學(xué)報(bào). 2008(12)
[6]鎳基釬料加壓釬焊等軸高溫合金DZ22接頭的組織與性能[J]. 吳欣,程耀永,周媛,陳波,葉雷,毛唯.  電焊機(jī). 2008(09)
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[10]FGH95合金激光成形定向凝固顯微組織與性能[J]. 馮莉萍,黃衛(wèi)東,林鑫,楊海歐.  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2003(01)

博士論文
[1]定向凝固鈷基高溫合金DZ40M的再結(jié)晶行為[D]. 趙陽.東北大學(xué) 2008

碩士論文
[1]IC10單晶合金與GH3039高溫合金的TLP擴(kuò)散焊工藝及機(jī)理研究[D]. 薛青.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]Ni3Al基高溫合金激光焊接裂紋及焊縫組織和性能研究[D]. 高海蕓.北京工業(yè)大學(xué) 2012
[3]定向組織TiAl合金的連接工藝研究[D]. 劉多.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



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