FM-52M镍基合金堆焊层高温拉伸性能研究

在304不锈钢钢板采用TIG堆焊了FM-52M镍基合金,并利用Gleeble热模拟试验机对FM-52M堆焊层试样在不同条件下的高温拉伸性能进行了研究。结果表明：经750℃保温30 min处理后,FM-52M合金的强度与750℃保温30 s处理的相比明显降低;在高温、应力缓慢加载的条件下,FM-52M的力学性能明显下降。热处理温度为950℃时,拉伸速率为0.01 mm/s的堆焊试样强度和断后伸长率均比拉伸速率为0.5 mm/s的小。经过1200℃的峰值温度保温后,合金的屈服强度比950℃的试样略低,但断后伸长率更好。

FM 52M熔敷金属微观组织及热裂纹敏感性分析

为了明确Inconel 52M镍基合金熔敷金属开裂原因,采用开槽法制备Inconel 52M镍基合金熔敷金属横向可调拘束试样,采用万能试验机进行不同应变的加载,以分析熔敷金属热裂纹的敏感性,并采用扫描电镜和透射电镜分析熔敷金属微观组织。结果显示,690镍基合金的熔敷金属晶界上存在较多M23C6型碳化物,M23C6型碳化物与γ′形成黑白相间的层片状的共析组织,且与母相的晶界形成尖角。分析表明,由于与母相之间存在较大的错配度,从而导致其在应变作用下脱离母相,形成微孔洞,多个微孔洞连接后形成裂纹。可调拘束试验结果表明,当熔敷金属处于焊接热影响区时,若外加应变超过2.4%易产生热裂纹,随应变增大裂纹进一步扩展。

镍基高温合金的裂纹敏感性及微观组织分析

采用Gleeble热模拟试验机对Inconel690的填充材料FM-52M在高温失塑裂纹(DDC)敏感温度区间进行应变断裂(STF)试验,得到了不同温度下DDC裂纹出现的临界变形量,并解释了DDC裂纹机理。根据试验结果,DDC裂纹主要是由于高温时晶界弱化造成。探讨了晶界形貌和析出物在DDC的萌生与扩展过程中的作用。

脉冲TIG焊接工艺参数对高温镍基合金焊缝组织的调控研究

镍基合金因其热导率小,焊接过程中接头在高温停留时间长,导致焊缝晶粒具有粗大倾向。为合理调控焊缝晶粒,本文利用脉冲钨极惰性气体保护焊（Pulse tungsten inert gas,PTIG）参数可调程度高、热输入相对较小的优点,采用优化之后的焊接参数对镍基合金Inocnel690平板进行堆焊试验。焊后采用光学显微镜和扫描电镜对焊缝的微观组织和析出相进行表征分析。结果发现不同的PTIG工艺参数对焊缝形貌和晶粒大小调控效果显著,且在合理的参数范围内,焊缝晶粒随着脉冲峰值电流、占空比和脉冲频率的增加有明显细化效果;而增大基值电流则不利于焊缝组织的细化。通过扫描电子显微镜（Scanning electron microscope,SEM）和能谱仪（Energy dispersive spectroscopy,EDS）分析,奥氏体晶界上的析出相为M23C6(Cr23C6)型碳化物,呈现连续分布;奥氏体晶内的析出相为典型颗粒状MC（NbC,TiC）型碳化物,弥散分布在枝晶间隙中,且在占空比较大的时候,MC型碳化物有长大成片状的趋势。