Inconel601H镍基合金微观组织与焊接工艺相关性的研究

Inconel601H镍基合金微观组织与焊接工艺相关性的研究

论文摘要

本文选用镍基合金系中的Inconel601H作为研究对象,对其微观组织与焊接工艺相关性作深入的研究,并对Inconel601H的热处理工艺作一些初步探索。针对Inconel601H镍基合金板,采用不同的工艺参数的钨极氩弧焊进行焊接;利用金相显微镜对焊缝的微观组织进行测定;借助于电镜和X射线衍射等手段对不同焊接工艺下的Inconel601H的焊缝微观组织进行详细分析,探索其可行的焊接工艺;制定Inconel601H合金的热处理工艺,对其热处理后的组织形态进行研究。试验结果表明:(1)焊接速度200mm/min、基值电流59A、峰值电流300A、占空比70%的生产工艺可满足生产工艺要求。(2)Inconel601H母材组织为单相奥氏体组织;焊缝主要由粗大的奥氏体胞状树枝晶晶粒组成;析出相主要有Ni3(Al,Ti)、Cr23C6和TiC三种,并且焊缝中的含量要大于母材中的含量;焊缝中析出物呈一定规律分布在胞状树枝晶晶间,其含量与焊接线能量有关,焊接线能量大,析出物数量变多。(3)在本课题固溶处理试验中,接头微观组织晶粒变化受固溶温度的影响要大于固溶时间的影响。经过热处理后:母材晶粒长大比较明显;焊缝内胞状树枝晶晶界消失,焊缝晶粒变短变粗,整体的均匀化程度变高;母材随着固溶温度升高析出物的量逐步减少,组织均一化程度变高,到达1180℃时,母材中原有的析出物除个别体积较大者,基本回溶完毕;焊缝的固溶处理与母材的固溶处理结果略有不同,在焊缝热处理之后随着固溶温度与时间的增加,析出物的总量减少,但部分析出物如TiC相尺寸有些许变大。(4)热处理后焊缝和母材的硬度相对于初始值有一定下降;焊缝硬度下降程度相对于母材变化较小;随着温度上升,合金的抗拉强度下降,延伸率提高;断口韧窝的尺寸变大变深,呈明显的韧性断裂特征。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 高温合金简述
  • 1.1.1 高温合金分类
  • 1.1.2 高温合金发展
  • 1.2 镍基高温合金
  • 1.2.1 镍基高温合金
  • 1.2.2 镍基高温合金特性
  • 1.2.3 镍基高温合金的显微组织
  • 1.3 镍基高温合金的热处理
  • 1.3.1 固溶处理
  • 1.3.2 中间处理
  • 1.3.3 时效处理
  • 1.4 高温合金焊接研究现状
  • 1.5 具体内容
  • 1.6 预期目标
  • 1.7 研究方法和实施方案
  • 第2章 试验材料、方法及设备
  • 2.1 试验材料
  • 2.2 焊接设备
  • 2.3 焊接工艺选择
  • 2.4 固溶处理工艺选择
  • 2.5 试验样品测试
  • 2.5.1 焊接接头金相分析
  • 2.5.2 显微硬度测试
  • 2.5.3 拉伸性能测试
  • 2.5.4 X 射线衍射分析
  • 2.5.5 扫描电镜能谱分析测试
  • 第3章 焊接接头的组织与性能研究
  • 3.1 焊缝成型及分析
  • 3.1.1 焊接电流影响
  • 3.1.2 焊接速度影响
  • 3.1.3 占空比影响
  • 3.1.4 工艺选定
  • 3.2 微观组织分析
  • 3.2.1 母材组织分析
  • 3.2.2 焊缝组织分析
  • 3.2.3 析出物分析
  • 3.3 工艺参数对焊接接头组织和性能的影响
  • 3.3.1 焊接电流对焊缝组织和性能的影响
  • 3.3.2 焊接速度对焊缝组织和性能的影响
  • 3.3.3 工艺参数对焊缝析出物的影响
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 焊接接头的固溶处理
  • 4.1 固溶处理工艺对接头组织的影响
  • 4.2 固溶处理工艺对析出物的影响
  • 4.3 固溶处理工艺对接头组织硬度的影响
  • 4.4 固溶处理工艺对接头组织拉伸性能的影响
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间所取得的相关科研成果
  • 相关论文文献

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