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。