【摘要】：GH4169合金是一種沉淀強(qiáng)化型高溫合金,由于其具有良好的強(qiáng)韌性、較好的焊接性以及良好的疲勞和斷裂韌性,在航空航天、船舶、化工等行業(yè)已得到廣泛的應(yīng)用�？紤]到GH4169合金環(huán)形軋制件的生產(chǎn)成本問題,采用廉價(jià)的閃光焊接技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。閃光焊接在焊接效率、質(zhì)量控制、型材尺寸方面具有一定的優(yōu)勢,但有關(guān)GH4169合金焊接接頭顯微組織與力學(xué)性能關(guān)系的研究卻很少。針對該問題,本文系統(tǒng)研究了兩種典型溫度梯度下,GH4169合金閃光焊接接頭的組織演化和力學(xué)行為,并通過兩種典型熱處理工藝優(yōu)化焊接組織,實(shí)現(xiàn)與母材相對的強(qiáng)度和塑性,為制備高性能焊接件、實(shí)現(xiàn)無/少缺陷焊接提供參考和技術(shù)指導(dǎo)。(1)利用GH4169合金型材儲熱能力和熱傳導(dǎo)效率的體積效應(yīng),實(shí)現(xiàn)了焊接時(shí)溫度梯度的調(diào)控,采用OM、SEM、TEM、EBSD等技術(shù)手段研究了焊接區(qū)的組織演化機(jī)制。發(fā)現(xiàn)平緩的溫度梯度可有效防止虛焊,但焊接區(qū)域整體溫度偏高,使得晶粒和晶界碳化物粗化,從而顯著降低接頭的塑性和強(qiáng)度。(2)焊接溫度來源于焊接兩端面在高密度電流作用下的液化以及氣化,然后通過熱傳導(dǎo)向遠(yuǎn)端傳遞形成溫度逐漸降低的溫度梯度。適中的溫度梯度可獲得高質(zhì)量焊件,利用GH4169合金中強(qiáng)化相回溶顯著影響顯微硬度的特點(diǎn),可采用焊接區(qū)硬度分布定性衡量其溫度梯度,并應(yīng)用于高質(zhì)量焊接件的生產(chǎn)制造,可對焊接質(zhì)量進(jìn)行簡單而快速的評估。(3)系統(tǒng)研究了多種固溶時(shí)效工藝對焊接組織和力學(xué)性能的影響,最優(yōu)工藝焊接接頭的強(qiáng)度要高于母材,塑性略低于母材。并利用Beck方程定量計(jì)算了固溶溫度對熱影響區(qū)晶粒尺寸長大速度的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)焊縫處晶粒生長指數(shù)很低,而焊縫附近的晶粒生長指數(shù)最大。探索了固溶溫度和保溫時(shí)間對熱影響區(qū)δ相析出行為的影響規(guī)律,δ相在焊接接頭上以一種逐漸減少的梯度形式分布,與晶粒尺寸逐漸增大的趨勢相一致。(4)研究了低溫預(yù)處理+固溶時(shí)效復(fù)合工藝對焊接組織和焊件力學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度不隨低溫時(shí)間的變化而改變,塑性卻逐漸降低。并探討了焊接熱影響區(qū)殘留應(yīng)變能對靜態(tài)再結(jié)晶程度的影響。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG407
【圖文】：

]。由于該合金具有較高的強(qiáng)度、極好的抗氧焊接性以及良好的疲勞和斷裂韌性[5, 6]，使的作用。是 種沉淀硬化的鐵-鎳-鉻基變形高溫合金和作為強(qiáng)化相的 γ"和 γ′組成[7]。該合金在-泛的應(yīng)用，其在航天發(fā)動機(jī)中瞬時(shí)工作溫點(diǎn)在于可以通過各種工藝獲得不同性能水平求，使得其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，用量日益劇相分析經(jīng)過固溶時(shí)效熱處理后的顯微組織主要由奧彌散分布的強(qiáng)化相 γ"(Ni3Nb)和 γ′(Ni3(Al, Ti,Ti(C,N)等組成。其基本顯微組織如圖 1-1 所

貴州大學(xué)碩士學(xué)位論文(DOa結(jié)構(gòu))的穩(wěn)定相，其分子式為(Ni3(Al, Ti, Nb))。δ 相的單位排列如圖 1-2 所示。δ 相(010)密排面與 γ"相(112) 密排面原子是其原子層的堆垛順序(ABABABAB……)。δ 相晶胞的點(diǎn)陣；b=0.4231nm；c=0.4534nm，慣習(xí)面為{111}γ。δ 相的大小、是與熱處理工藝的溫度參數(shù)有關(guān)的，溫度在 900℃~940℃是δ時(shí)開始溶解，1020℃時(shí)完全溶解。δ 相析出是需要 定的孕短與固溶溫度相關(guān)，固溶溫度越高，孕育期越短。由于δ相與關(guān)系，其本身又是脆性相，所以對合金的強(qiáng)化作用很小，并且，它也有有利的 面，其沿著晶界析出，釘扎住晶界，阻礙晶善合金的蠕變性能。

貴州大學(xué)碩士學(xué)位論文要強(qiáng)化相，其結(jié)構(gòu)為有序的面心立方 (L12)， Al 原子，Ni 原子處于面心位置，其形狀為球型。由于其點(diǎn)常數(shù)相似 a=0.3605nm，通常相差 1 %以下。γ′相的析基體之間是共格關(guān)系，但是共格應(yīng)變低，共格強(qiáng)化作′與基體之間的界面能相對較低，所以其穩(wěn)定性更高。~871℃，析出溫度范圍在 593℃~816℃。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 袁兆靜;劉勁松;張士宏;;GH4169合金δ相的析出動力學(xué)研究[J];沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

2 王巖;林琳;邵文柱;甄良;張新梅;;固溶處理對GH4169合金組織與性能的影響[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2007年S1期

3 李榮斌,姚枚,劉文昌,張偉紅,何賢昶;直接時(shí)效工藝對INCONEL718合金組織的影響[J];金屬熱處理;2002年02期

4 鄧波,張榮武,楊玉榮;熱處理對GH4169合金組織和力學(xué)性能的影響[J];材料工程;1993年06期

本文編號：2761671