定向凝固钴基高温合金DZ40M的TLP连接工艺及机理研究
发布时间：2020-12-12 03:04
航空涡轮叶片通常用含有较多耐火材料及贵重金属元素的高强度、耐高温的镍基或者钴基高温合金制造而成,其价格昂贵。本课题基于叶片修复的背景,采用瞬态液相扩散焊（Transient Liquit Phase,TLP）的方法连接DZ40M定向凝固高温合金。TLP基本过程是用一种熔化温度较低的薄中间层合金作为连接合金,放置在焊接面之间,施加小的压力或不施加压力,并在真空条件下加热,由于达到中间层的熔点或者是由于中间层和母材相互扩散形成共晶反应产物而导致形成一种低熔点的液相合金,形成一层薄的液相中间层,液态的中间层合金润湿母材,在焊接面间形成均匀的液态薄膜。经过一定的保温时间,中间层合金与母材之间发生扩散,尤其是通过降熔点元素不断向母材扩散,使得残留液相的熔点不断升高,从而在等温条件下凝固,最终得到致密的接头。本课题选用Al/Co/Al三明治型箔片作为TLP连接的中间层,DZ40M中的主要元素Co、Cr、Ni、W向中间层中扩散并发生冶金反应且反应产物熔点高于Al本身熔点,实现了在某一略高于Al熔点的温度下DZ40M母材之间的互连接。DZ40M中元素种类较多,直接焊接体系复杂。本课题先分别研究Al-D...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型的定向凝固示意图
生[27，28]。由于国内外对于定向凝固钴基高温合金的研究很少，所以参考了部分国内外对于定向凝固镍基或者其他基体的高温合金的研究。1.3.1 电弧焊骆合力[29]等对于 Ni3Al 基合金 IC-218 进行手工电弧焊，使用的焊条为 Ni818。采用合理的焊接工艺，可以实现 IC-218 的结构焊接，并且工艺稳定性好，能够在不同环境下对不同形状部件进行焊接，焊口无裂纹和缩孔等缺陷。但由于 Ni3Al基合金中易氧化的铝元素含量较高，以及镍基合金有很强的吸气倾向性，在焊接过程中易于在焊缝中产生氧化夹杂引起焊接裂纹。R.K.SIDHU[30]等研究了定向凝固高温合金Rene 80 GTA焊接的显微组织影响，焊接过程的快速加热导致固态反应产物的晶界液化沉淀，晶间元素偏析诱导产生M5B3 硼化物、二次凝固组分 MC 碳化物以及硫代碳化物，这些均存在于预焊接热处理合金中，这些颗粒的液化会导致热影响区的晶界变脆，并导致沿着液化晶界的微裂纹，如图 1-2 所示。
1-3 裂纹从集体晶界处引发并渗透进沉积层[ FGH95 合金粉末在 DD3 单晶基材和定向垂直的晶面)上进行激光多层涂覆实验激光涂覆层中的主要元素 Cr 和 Co 的偏层中各元素的显微偏析比热处理之前有长方向进行拉伸，强度指标达到同种末冶金试件。研究了定向凝固高温合金 Inconel 738 的分析表明，裂纹主要发生在热影响区，区中γ-γ′共晶相的存在，常常能在定向心线裂纹并没有产生。二次凝固组分（M′共晶相）和γ′沉淀颗粒是晶界液化和 Nd：YAG 激光工程净成形（LENS）工复，对工艺参数的选择与沉积物的形成
【参考文献】：
期刊论文
[1]DZ40M合金钎焊接头组织与性能[J]. 赵海生,潘晖,张学军,程耀永. 焊接学报. 2016(07)
[2]K423合金钎焊接头组织性能与叶片修复[J]. 潘晖,赵海生,张学军. 电焊机. 2016(06)
[3]保温时间对K452高温合金钎焊接头组织与性能的影响[J]. 赵海生,潘晖,张学军,刘永超. 航空材料学报. 2015(03)
[4]高温合金定向凝固技术研究进展[J]. 刘林,张军,沈军,黄太文,傅恒志. 中国材料进展. 2010(07)
[5]Al/Co相界面的扩散溶解层[J]. 宋玉强,李世春,杨泽亮. 焊接学报. 2008(12)
[6]镍基钎料加压钎焊等轴高温合金DZ22接头的组织与性能[J]. 吴欣,程耀永,周媛,陈波,叶雷,毛唯. 电焊机. 2008(09)
[7]某型发动机高压涡轮叶片叶尖裂纹修复工艺研究[J]. 孔令有,于萍. 航空发动机. 2007(01)
[8]定向凝固Ni3Al基高温合金IC6A的真空钎焊[J]. 毛唯,李晓红,叶雷. 航空材料学报. 2006(03)
[9]定向凝固技术的发展[J]. 周振平,李荣德. 中国铸造装备与技术. 2003(02)
[10]FGH95合金激光成形定向凝固显微组织与性能[J]. 冯莉萍,黄卫东,林鑫,杨海欧. 中国有色金属学报. 2003(01)
博士论文
[1]定向凝固钴基高温合金DZ40M的再结晶行为[D]. 赵阳.东北大学 2008
硕士论文
[1]IC10单晶合金与GH3039高温合金的TLP扩散焊工艺及机理研究[D]. 薛青.哈尔滨工业大学 2013
[2]Ni3Al基高温合金激光焊接裂纹及焊缝组织和性能研究[D]. 高海芸.北京工业大学 2012
[3]定向组织TiAl合金的连接工艺研究[D]. 刘多.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：2911735
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型的定向凝固示意图
生[27，28]。由于国内外对于定向凝固钴基高温合金的研究很少，所以参考了部分国内外对于定向凝固镍基或者其他基体的高温合金的研究。1.3.1 电弧焊骆合力[29]等对于 Ni3Al 基合金 IC-218 进行手工电弧焊，使用的焊条为 Ni818。采用合理的焊接工艺，可以实现 IC-218 的结构焊接，并且工艺稳定性好，能够在不同环境下对不同形状部件进行焊接，焊口无裂纹和缩孔等缺陷。但由于 Ni3Al基合金中易氧化的铝元素含量较高，以及镍基合金有很强的吸气倾向性，在焊接过程中易于在焊缝中产生氧化夹杂引起焊接裂纹。R.K.SIDHU[30]等研究了定向凝固高温合金Rene 80 GTA焊接的显微组织影响，焊接过程的快速加热导致固态反应产物的晶界液化沉淀，晶间元素偏析诱导产生M5B3 硼化物、二次凝固组分 MC 碳化物以及硫代碳化物，这些均存在于预焊接热处理合金中，这些颗粒的液化会导致热影响区的晶界变脆，并导致沿着液化晶界的微裂纹，如图 1-2 所示。
1-3 裂纹从集体晶界处引发并渗透进沉积层[ FGH95 合金粉末在 DD3 单晶基材和定向垂直的晶面)上进行激光多层涂覆实验激光涂覆层中的主要元素 Cr 和 Co 的偏层中各元素的显微偏析比热处理之前有长方向进行拉伸，强度指标达到同种末冶金试件。研究了定向凝固高温合金 Inconel 738 的分析表明，裂纹主要发生在热影响区，区中γ-γ′共晶相的存在，常常能在定向心线裂纹并没有产生。二次凝固组分（M′共晶相）和γ′沉淀颗粒是晶界液化和 Nd：YAG 激光工程净成形（LENS）工复，对工艺参数的选择与沉积物的形成
【参考文献】：
期刊论文
[1]DZ40M合金钎焊接头组织与性能[J]. 赵海生,潘晖,张学军,程耀永. 焊接学报. 2016(07)
[2]K423合金钎焊接头组织性能与叶片修复[J]. 潘晖,赵海生,张学军. 电焊机. 2016(06)
[3]保温时间对K452高温合金钎焊接头组织与性能的影响[J]. 赵海生,潘晖,张学军,刘永超. 航空材料学报. 2015(03)
[4]高温合金定向凝固技术研究进展[J]. 刘林,张军,沈军,黄太文,傅恒志. 中国材料进展. 2010(07)
[5]Al/Co相界面的扩散溶解层[J]. 宋玉强,李世春,杨泽亮. 焊接学报. 2008(12)
[6]镍基钎料加压钎焊等轴高温合金DZ22接头的组织与性能[J]. 吴欣,程耀永,周媛,陈波,叶雷,毛唯. 电焊机. 2008(09)
[7]某型发动机高压涡轮叶片叶尖裂纹修复工艺研究[J]. 孔令有,于萍. 航空发动机. 2007(01)
[8]定向凝固Ni3Al基高温合金IC6A的真空钎焊[J]. 毛唯,李晓红,叶雷. 航空材料学报. 2006(03)
[9]定向凝固技术的发展[J]. 周振平,李荣德. 中国铸造装备与技术. 2003(02)
[10]FGH95合金激光成形定向凝固显微组织与性能[J]. 冯莉萍,黄卫东,林鑫,杨海欧. 中国有色金属学报. 2003(01)
博士论文
[1]定向凝固钴基高温合金DZ40M的再结晶行为[D]. 赵阳.东北大学 2008
硕士论文
[1]IC10单晶合金与GH3039高温合金的TLP扩散焊工艺及机理研究[D]. 薛青.哈尔滨工业大学 2013
[2]Ni3Al基高温合金激光焊接裂纹及焊缝组织和性能研究[D]. 高海芸.北京工业大学 2012
[3]定向组织TiAl合金的连接工艺研究[D]. 刘多.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：2911735
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