一种核电用镍基合金焊丝熔敷金属的组织与性能
发布时间：2020-12-30 16:03
通过采用JMatPro软件,OM,SEM,TEM等手段分析了试制镍基合金焊丝GTAW熔敷金属的组织与力学性能.结果表明:试验焊丝熔敷金属金相组织主要由柱状树枝晶γ相（NiCrFe固溶体）、枝晶间富Mo和Nb的偏析γ相以及枝晶间分布的（Nb,Ti）C碳化物、（Ni,Cr,Fe）2（Nb,Mo）型Laves相、MoCrFe型σ相等组成. Mo,Nb等元素在组织中存在偏析现象,相比于焊丝化学成分,熔敷金属中枝晶干γ相Fe含量较高,Mo,Nb含量较低,而枝晶间Mo,Nb含量较高、Fe含量较低.熔敷金属室温、350℃高温抗拉及屈服强度较高、塑性较好,室温拉伸断口形貌以沿晶分布的韧窝为主,在韧窝底部存在密集的析出相.
【文章来源】：焊接学报. 2020年04期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
熔敷金属制备示意图
采用JMatPro软件以及相应的镍基合金数据库进行了热力学平衡相图计算，结果如图2所示.试验焊丝成分对应的初凝和终凝温度分别为1 340和1 230℃，结晶温度区间约为110℃.基体γ相固溶体在凝固结晶之后先后析出MC碳化物、σ相、δ相、M23C6型碳化物等，对应的析出温度分别为1 220,985,940,902℃，其中大部分析出物的析出量随着温度的降低不断增加，而MC碳化物、σ相在析出后分别在902,691℃分解消失.凝固结晶后最终的组织包括γ相、μ相、δ相、M23C6型碳化物等.2.2 组织分析及元素分布
图3为熔敷金属中未经受多次热循环部位的典型组织.由图3a可见，组织主要为柱状晶γ相，箭头标记位置为枝晶干γ相；图3b为图3a中虚线框标记区域的局部放大，在枝晶间的浅色区域芯部存在较多的第二相，呈连续分布的条状、断续分布不规则块状、点状等不同形态分布.图4为熔敷金属组织SEM微观形貌.表3为图4中标记各标记区域、点的EDS分析结果.图4中的A区域为枝晶干γ相，B区域为富Mo,Nb的γ相，该偏析区域宽度约在5～10μm内.在偏析区域B芯部存在灰黑色不规则片状C类第二相与灰白色骨架状D类第二相共生的组织，C类第二相富Mo,Cr元素，分别在17%,35%左右，结合文献[7]可知，C类第二相应为σ相，位于共生组织的芯部.D类第二相富含Nb,Mo，分别在20%,10%左右，结合相关文献[8-11]可知，D类第二相应为(Ni,Cr,Fe)2(Nb,Mo)型Laves相，位于共生组织边缘.此外，还存在不大于1μm的细小E类第二相，为富Nb,Ti的MC型复合碳化物.图4 熔敷金属SEM微观形貌
【参考文献】：
期刊论文
[1]The microscopic mechanical performance for nonuniform welded joint of nickel-based alloy with nanoindentation[J]. 李晓泉,郝本行,陈一鑫,云叶菱,杨宗辉. China Welding. 2019(02)
[2]Effect of Nb and Mo on the Microstructure, Mechanical Properties and Ductility-Dip Cracking of Ni–Cr–Fe Weld Metals[J]. Xu Zhang,Dian-Zhong Li,Yi-Yi Li,Shan-Ping Lu. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2016(10)
[3]一种镍基高温合金熔敷金属的组织及性能[J]. 邢希学,邸新杰. 焊接学报. 2014(09)
[4]一种核电核岛主设备用镍基焊丝的研制[J]. 莫文林,陆善平,李殿中,李依依. 焊接学报. 2014(06)
[5]690镍基合金焊接结晶裂纹形成机理分析[J]. 薄春雨,杨玉亭,丑树国,周世锋. 焊接学报. 2007(10)
本文编号：2947919
【文章来源】：焊接学报. 2020年04期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
熔敷金属制备示意图
采用JMatPro软件以及相应的镍基合金数据库进行了热力学平衡相图计算，结果如图2所示.试验焊丝成分对应的初凝和终凝温度分别为1 340和1 230℃，结晶温度区间约为110℃.基体γ相固溶体在凝固结晶之后先后析出MC碳化物、σ相、δ相、M23C6型碳化物等，对应的析出温度分别为1 220,985,940,902℃，其中大部分析出物的析出量随着温度的降低不断增加，而MC碳化物、σ相在析出后分别在902,691℃分解消失.凝固结晶后最终的组织包括γ相、μ相、δ相、M23C6型碳化物等.2.2 组织分析及元素分布
图3为熔敷金属中未经受多次热循环部位的典型组织.由图3a可见，组织主要为柱状晶γ相，箭头标记位置为枝晶干γ相；图3b为图3a中虚线框标记区域的局部放大，在枝晶间的浅色区域芯部存在较多的第二相，呈连续分布的条状、断续分布不规则块状、点状等不同形态分布.图4为熔敷金属组织SEM微观形貌.表3为图4中标记各标记区域、点的EDS分析结果.图4中的A区域为枝晶干γ相，B区域为富Mo,Nb的γ相，该偏析区域宽度约在5～10μm内.在偏析区域B芯部存在灰黑色不规则片状C类第二相与灰白色骨架状D类第二相共生的组织，C类第二相富Mo,Cr元素，分别在17%,35%左右，结合文献[7]可知，C类第二相应为σ相，位于共生组织的芯部.D类第二相富含Nb,Mo，分别在20%,10%左右，结合相关文献[8-11]可知，D类第二相应为(Ni,Cr,Fe)2(Nb,Mo)型Laves相，位于共生组织边缘.此外，还存在不大于1μm的细小E类第二相，为富Nb,Ti的MC型复合碳化物.图4 熔敷金属SEM微观形貌
【参考文献】：
期刊论文
[1]The microscopic mechanical performance for nonuniform welded joint of nickel-based alloy with nanoindentation[J]. 李晓泉,郝本行,陈一鑫,云叶菱,杨宗辉. China Welding. 2019(02)
[2]Effect of Nb and Mo on the Microstructure, Mechanical Properties and Ductility-Dip Cracking of Ni–Cr–Fe Weld Metals[J]. Xu Zhang,Dian-Zhong Li,Yi-Yi Li,Shan-Ping Lu. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2016(10)
[3]一种镍基高温合金熔敷金属的组织及性能[J]. 邢希学,邸新杰. 焊接学报. 2014(09)
[4]一种核电核岛主设备用镍基焊丝的研制[J]. 莫文林,陆善平,李殿中,李依依. 焊接学报. 2014(06)
[5]690镍基合金焊接结晶裂纹形成机理分析[J]. 薄春雨,杨玉亭,丑树国,周世锋. 焊接学报. 2007(10)
本文编号：2947919
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2947919.html
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