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GH4169合金焊接热影响区组织与力学性能关系研究

朱学儒

  GH4169合金是一种沉淀强化型高温合金,由于其具有良好的强韧性、较好的焊接性以及良好的疲劳和断裂韧性,在航空航天、船舶、化工等行业已得到广泛的应用。考虑到GH4169合金环形轧制件的生产成本问题,采用廉价的闪光焊接技术进行生产。闪光焊接在焊接效率、质量控制、型材尺寸方面具有一定的优势,但有关GH4169合金焊接接头显微组织与力学性能关系的研究却很少。针对该问题,本文系统研究了两种典型温度梯度下,GH4169合金闪光焊接接头的组织演化和力学行为,并通过两种典型热处理工艺优化焊接组织,实现与母材相对的强度和塑性,为制备高性能焊接件、实现无/少缺陷焊接提供参考和技术指导。(1)利用GH4169合金型材储热能力和热传导效率的体积效应,实现了焊接时温度梯度的调控,采用OM、SEM、TEM、EBSD等技术手段研究了焊接区的组织演化机制。发现平缓的温度梯度可有效防止虚焊,但焊接区域整体温度偏高,使得晶粒和晶界碳化物粗化,从而显著降低接头的塑性和强度。(2)焊接温度来源于焊接两端面在高密度电流作用下的液化以及气化,然后通过热传导向远端传递形成温度逐渐降低的温度梯度。适中的温度梯度可获得高质量焊件,利用GH4169合金中强化相回溶显著影响显微硬度的特点,可采用焊接区硬度分布定性衡量其温度梯度,并应用于高质量焊接件的生产制造,可对焊接质量进行简单而快速的评估。(3)系统研究了多种固溶时效工艺对焊接组织和力学性能的影响,最优工艺焊接接头的强度要高于母材,塑性略低于母材。并利用Beck方程定量计算了固溶温度对热影响区晶粒尺寸长大速度的影响规律,发现焊缝处晶粒生长指数很低,而焊缝附近的晶粒生长指数最大。探索了固溶温度和保温时间对热影响区δ相析出行为的影响规律,δ相在焊接接头上以一种逐渐减少的梯度形式分布,与晶粒尺寸逐渐增大的趋势相一致。(4)研究了低温预处理+固溶时效复合工艺对焊接组织和焊件力学性能的影响,发现强度不随低温时间的变化而改变,塑性却逐渐降低。并探讨了焊接热影响区残留应变能对静态再结晶程度的影响。……   
[关键词]:焊接接头;热影响区显微组织;δ相;力学性能
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:贵州大学2018年
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