HT700高温合金旋转摩擦焊接接头组织和力学性能的研究

用旋转摩擦焊接(RFW)方法对HT700高温合金进行焊接,并对焊接试样进行焊后热处理(PWTH)。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度计、室温和750℃拉伸实验,对接头微观组织和力学性能进行系统研究。结果表明:焊态接头分为焊缝中心区(WCZ)、热力影响区(TMAZ)和热影响区(HAZ)3个典型区域,其中显微组织从等轴细晶粒(WCZ)、变形粗晶粒(TMAZ)逐渐转变为与母材类似的等轴晶粒(HAZ);RFW过程中WCZ发生了动态再结晶及强化相的溶解,其中γ′强化相的溶解程度大于M23C6或MC碳化物;从焊接界面到母材,焊态接头的晶粒尺寸、形状和强化相分布等微观结构逐渐发生变化,γ′相的溶解导致焊态接头力学性能较差,且在750℃时,晶界滑动使其力学性能进一步下降;焊后热处理后,晶粒生长、强化相的再析出和焊后微观组织均匀化使得接头室温和高温拉伸强度显著提高,且接头高温延展性得到一定程度的改善。本研究可为HT700高温合金的高质量焊接提供新思路。

镍铁基高温合金HT700的热塑性行为

【目的】旨在研究HT700的热塑性行为及随温度的演变规律。【方法】利用Gleeble-1500D热/力模拟试验机对HT700的热塑性进行了测试,开展了零强度零塑性试验,对断口附近的微观组织和形貌进行了表征。【结果】研究结果表明,HT700的零强度温度为1316℃,加热零塑性温度为1270℃,冷却零塑性温度为1250℃,零塑性温度区间为20℃,脆性温度区间为66℃。【结论】可采用较小的焊接热输入和较快的冷却速度,降低热影响区和焊缝在零塑性温度区间和脆性温度区间的停留时间,从而防止热裂纹的产生。在900℃以上,HT700的热塑性随温度的升高先增强后减弱。在零塑性温度下,晶界发生液化,断裂方式为完全沿晶脆性断裂,而晶界液化与晶界处γ′和MC的组分液化有关。

缓蚀剂对HT700T合金在氯化物熔盐中腐蚀行为的影响

采用浸泡法研究了镍铁基高温合金HT700T在800℃下添加不同剂量Al粉缓蚀剂的NaCl/KCl/MgCl_(2)氯化物熔盐中的腐蚀行为,浸泡时间分别为200、300、400 h。采用X射线衍射(XRD)和配备能谱仪的扫描电子显微镜(SEM/EDS)对腐蚀产物的组成、形貌和元素分布进行了研究,分析了缓蚀剂对HT700T合金腐蚀行为的影响。结果表明:HT700T合金在800℃下腐蚀后,添加Al粉缓蚀剂可在样品表面生成具有面心立方结构的Ni_(3)Al相;当Al粉缓蚀剂添加量为2%(质量分数)时,可在合金表面形成致密的Al_(2)O_(3)膜;当Al粉缓蚀剂添加量为10%(质量分数)时,Al向内扩散导致合金内部元素发生变化,形成由Al_(2)O_(3)、Al-Ni-Fe、Ni-Fe、Ni-Al、Ni-Al-Fe+Cr_(2)O_(3)组成的防护层,其深度随时间变化分别为185.8μm(200 h)、145.66μm(300 h)、166.02μm(400 h),可有效降低800℃下氯化物熔盐的腐蚀速率。

新型Ni-Fe基高温合金焊接性与组织性能研究

文中利用手工TIG焊+FM700-1焊丝,制备了新型Ni-Fe基高温合金HT700对接接头。通过对焊接接头宏观组织及微观形貌的分析,发现焊接微区存在微观组织和力学性能的不均匀性,靠近熔合线的母材晶粒发生了明显粗化,焊缝存在枝晶偏析,热影响区和焊缝的硬度和强度均高于母材的。过大的焊接热输入使得热影响区和焊缝出现了热裂纹。最终得到结论如下:(1)焊缝组织为典型的柱状γ相,组织存在明显的枝晶偏析现象;(2)焊接接头微区力学性能呈现梯度分布的特征,这主要与其微观组织不均匀性有关;(3)打底区的焊接热输入过大,导致该区域的热影响区和焊缝均产生了热裂纹,而填充区的焊接热输入较小,焊缝和热影响区并未见热裂纹产生。

650℃超超临界机组用镍铁基高温合金固溶工艺研究

通过改变不同的固溶工艺参数对HT700镍铁基高温合金材料力学性能进行研究,并借助金相显微镜、扫描电子显微镜等表征手段,分析固溶工艺对其组织及力学性能的影响。结果表明:随着固溶时间的提高,该材料的室温-拉伸强度越高,但在室温下的断后伸长率呈下降趋势;当固溶温度超过1150℃,保温时间超过50 h时,金相组织中的枝晶消除较彻底。