GH3128鎳基高溫合金介紹
GH3128合金是以M、Mo為主要固溶元素的鎳基高溫合金,該合金在室溫下具有良好的焊接性能,850℃以上具有較高的強度、較好的抗氧化性能和組織穩定性.該合金主要應用于950℃環境中長期工作的燃燒室火焰筒、加力燃燒室殼體、調節片及其它高溫零部件.GH3128合金是航空發動機零部件穩定器普遍使用的制造材料。
GH3128合金激光焊接頭組織與性能
(1)GH3128合金激光焊和TIG焊焊焊縫區的組織成分一致,均為奧氏體γ+脆性碳化物,但TIG 焊焊縫區的組織晶粒粗大,且分布于枝晶間和晶界處的碳化物尺寸較大,而激光焊焊縫區的晶粒和碳化物的尺寸較小.
(2)GH3128合金激光焊接頭室溫平均抗拉強度為783MPa,斷裂于焊縫區接頭高溫平均抗拉強度為83MPa,斷裂于母材區;接頭的室溫軸向低周疲勞試驗平均應力循環次數為9.8×10°次,斷裂于母材區.與TIG焊相比,激光焊接頭室溫抗拉強度低12%,高溫拉伸性能相近,室溫軸向低周疲勞應力循環次數高4.5倍.
(3)GH3128合金激光焊接頭室溫抗拉強度低和室溫低周疲勞性能高,主要是焊接過程Mo,W等元素燒損和脆性碳化物尺寸小的影響,但上述影響對高溫抗拉強度無明顯影響.
GH3128合金熱處理對接頭組織及力學性能的影響
1)經過不同次數的1h均勻升溫至900℃、1000s的900℃保溫和爐冷至室溫的高溫真空熱處理的GH3128搭接接頭,同無熱處理接頭相比,其室溫與高溫拉伸性能分別提升了35%和20%。同時接頭蠕變性能大幅提高,其中5次熱處理循環的接頭最大蠕變應變由無熱處理試樣的1.08%下降為0.12%。
2)接頭組織分析表明,熱處理后的接頭晶粒變大,晶粒內枝晶組織逐漸消熔,在5次熱處理后,接頭晶粒呈現為粗大的等軸晶粒,枝晶組織消熔。隨著熱處理次數的增加,接頭蠕變性能呈下降趨勢,其中5次熱處理循環的接頭最大蠕變應變由1次熱處理試樣的0.05%上升為0.12%。
3)不同次數的熱處理后搭接接頭結合面無顯微裂紋產生。接頭室溫及高溫拉伸斷口均呈現出“拋物線"狀韌窩,開口方向是同拉伸力方向一致,呈韌性斷裂特征。