高温合金GH4648 焊后处理工艺对比研究.pdf
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1、长沙航空职业技术学院学报JOURNAL OF CHANGSHA AERONAUTICAL VOCATIONAL AND TECHNICAL COLLEGE第 23 卷第 2 期2023 年 6 月Vol.23 No.2Jun.2023-30-收稿日期:2023-03-15基金项目:本文为长沙航空职业技术学院技术开发项目“高温合金TIG焊的工艺优化及应力消除研究”(编号:2104)阶段性研究成果。作者简介:魏印红(1974),男,山东汶上人,高级技师,一级军士长,研究方向为钣金和焊接。刘劲松(1967),女,湖南邵阳人,教授,工学硕士,研究方向为航空材料及其热处理。DOI:10.13829/ki
2、.issn.1671-9654.2023.02.007高温合金 GH4648 焊后处理工艺对比研究魏印红1,蒲金魁2,王惠明子2,刘劲松1(1.长沙航空职业技术学院,湖南长沙4 1 0 1 2 4;2.国营锦江机器厂,四川成都6 1 0 0 4 3)摘要:以高温合金 GH4648 为实验研究对象,优化 TIG 焊的焊接规范参数、施焊条件等,研究了深冷和深冷后时效两种工艺对该材料 TIG 焊件的硬度、强度的影响,并探究了两种工艺对显微组织的影响。试验结果表明,深冷处理可提高镍基高温合金 GH4648 的硬度和强度,该材料焊件既适合高温也适合低温环境下的应用;深冷处理后再在 880.进行 12.h
3、 时效处理,抗拉强度大幅提升,显微硬度也可得到提高,可有效改善高温合金 GH4648焊件的力学性能。关键词:深冷处理;GH4648;TIG 焊;时效处理中图分类号:TG156文献标识码:A文章编号:1671-9654(2023)02-0030-04Comparative Study on Post Weld Treatment Processes of Superalloy GH4648WEI Yin-hong1,PU Jin-kui2,WANG Hui-ming-zi2,LIU Jin-song1(1.Changsha Aeronautical Vocational Technical Co
4、llege,Changsha Hunan 410124;2.State-owned Jinjiang Machine Factory,Chengdu Sichuan 610043)Abstract:Taking superalloy GH4648 as the experimental research object,the welding specification parameters and welding conditions of TIG welding were optimized,and the effects of two processes,namely,cryogenic
5、and post-cryogenic aging,on the hardness and strength of the materials TIG weldments were studied,and the effects of the two processes on the microstructure were also explored.The results show that cryogenic treatment can improve the hardness and strength of nickel-base superalloy GH4648,which is su
6、itable for both high and low temperature applications,and that,after cryogenic treatment,880 *12 h aging treatment can greatly improve the tensile strength and microhardness,which can effectively improve the mechanical properties of superalloy GH4648 weldment.Key words:cryogenic treatment;GH4648;TIG
7、 welding;aging treatment高温合金主要以高熔点金属 Fe(1538)、Ni(1453)、Co(1495)为基,其中高温强度最高、应用最广及用量最大的是镍基高温合金,它在6501000 高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力,常用于制造航空发动机叶片和核反应堆、能源转换设备上的高温零部件13。GH4648 旧称 GH648,属沉淀硬化型镍基高温合金,Cr 含量高达 32%35%。这使其具有中等强度和优异的抗热腐蚀及抗蠕变、抗疲劳性能,其具体成分见表 1。该材料密度低且无磁性,使用温度为 9001100,适宜于制造先进喷气发动机的燃烧室和涡轮部件4,5。-31-魏印红,等
8、:高温合金 GH4648 焊后处理工艺对比研究第 2 期深冷处理在 1939 年由苏联人首次提出,如今已发展成为提升力学性能和使用寿命的有效工艺技术,无污染,操作简便,成本低廉,具有非常可观的市场前景和经济效益,应用越来越广泛6,7。目前,深冷处理工艺研究已突破钢铁材料领域,在有色金属、硬质合金等方面也取得了较大的研究成果8,9,但对于高温合金深冷处理方面的研究报道却很少。本文将深冷处理技术引入高温合金焊接领域,探究在深冷处理及循环处理过程中,高温合金微观组织的演化规律和性能变化机理,为高温合金的设计、制造,新产品的研发以及深冷处理实际应用领域的拓宽提供技术依据。表 1 GH4648 的化学成
9、分 单位:%元素CCrWMoAl TiFeNb含量 0.1032354.35.32.33.30.51.10.51.1 4.000.51.1元素BCeSiMnPSNi含量 0.008 0.03 0.40 0.50 0.015 0.01余量1 试验设计试验材料为 GH4648 板材,准备母材 2 件,尺寸为 150 mm60 mm1.5 mm。具体试验方案为:前处理(除油、除锈等)TIG 焊深冷处理(-190 深冷 5 h、10 h)时效(880,持续 12 h,普通空气炉)显微组织观测性能检验(显微硬度、抗拉强度)。钨极氩弧焊经常被称作 TIG 焊,其优势是能焊接几乎所有的金属及其合金,电极温度
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