K452合金钎焊接头组织与性能

采用钴基钎料及镍基合金粉料,在1 170℃保温60 min的钎焊工艺下,对K452镍基铸造高温合金进行了45°坡口对接试样真空钎焊实验,通过扫描电镜和能谱分析仪分析了接头显微组织观察与物相,并进行了钎焊接头的高温性能测试。实验结果表明,钎焊接头界面结合良好,钎缝组织主要以固溶体为主,钎料组织填充于镍基合金粉颗粒间并存在小块状白色化合物,细小颗粒状化合物弥散分布于合金粉填料颗粒内部;钎焊接头900℃抗拉强度达到400 MPa,900℃/100 MPa持久寿命为133 h37 min。

保温时间对K452高温合金钎焊接头组织与性能的影响

采用钴基钎料及镍基合金粉料,分别在1170℃保温10min、60min和120min的钎焊工艺下,对K452镍基铸造高温合金进行真空钎焊实验,通过扫描电镜和能谱分析仪进行了接头显微组织观察与物相分析,并测试钎焊接头的高温力学性能。结果表明:在保温60min的工艺规范下,界面实现较好的结合,钎缝内部孔洞缺陷较少,钎缝组织均匀,有利于钎焊接头性能的提高;在更长的保温时间120min下,钎缝内部又有蚀孔缺陷形成,且较多的白色块状化合物在合金粉颗粒间聚集长大,但界面结合良好,钎焊接头性能较高,900℃抗拉强度达到400MPa,900℃/100MPa持久寿命为141h55min。

K452高温合金空穴增长失效的数值研究

采用Gurson失效理论对K452镍基高温合金进行数值模拟,测定了合金的力学特性,并采用Jmatpro对该合金进行步冷曲线计算,得到它的相组成。最后采用ANSYS软件对合金的失效特性进行计算。结果显示,在步冷过程中,该合金共有7相析出,其中包括γ相、γ'、MC和M23C6等偏析相。失效特性则表现为,在相邻的空穴裂纹扩展前沿的塑性应变值最大为0.273,而远离材料空穴的区域没有发现塑性变形,说明K452高温合金内部的空穴是造成合金裂纹扩展及失效的诱发因素。

K452高温合金Al-Si涂层的制备与性能

对于燃气轮机而言,使用温度越高,则工作效率越高。因此,随着燃气轮机使用温度的不断提高,要求在热端部件的材料表面施加高温防护涂层,以提高基体合金的抗高温氧化性能。文中对K452高温合金进行了Al-Si共渗实验,利用金相显微镜、SEM、XRD分析了渗层的形貌和成分。实验结果表明:K452渗Al-Si高温合金中,Al-Si渗层由外层、过渡层和扩散层三层组成。由于柯肯达尔效应在过渡层外侧出现平行于扩散层的黑色空隙带。Al-Si共渗有利于提高Al和Cr在渗层中的扩散系数,促进扩散层向基体移动,有利于渗层的形成。

低热输入脉冲激光修复高温合金液化裂纹研究

研究了K452高温合金激光增材修复时的开裂特性及液化裂纹产生机理,采用低热输入脉冲激光工艺控制液化裂纹的产生,研究了修复区域的显微组织和力学性能。结果表明,K452高温合金在激光增材修复过程中容易产生液化裂纹,裂纹通常起源于热影响区且沿晶界向基体和修复区域扩展;拉应力作用下热影响区晶界上的液膜形成了液化裂纹。低热输入脉冲激光工艺可以有效控制液化裂纹的产生,脉冲激光修复试样修复区的平均硬度为267.9 HV;抗拉强度和屈服强度分别为814.3 MPa和685.8 MPa,略大于铸态基体的强度;延伸率为4.87%,略小于铸态基体的6.25%。低热输入脉冲激光工艺实现了无裂纹的开槽修复,铸态修复试样强度达到了铸态基体的强度标准,延伸率略低于铸态基体。