2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、低膨脹高溫合金是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型工程材料,由于它具有高強(qiáng)度、低膨脹系數(shù)、穩(wěn)定的彈性模量等優(yōu)點(diǎn),因而在航空航天領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。該種合金焊接難點(diǎn)在于接頭區(qū)易出現(xiàn)熱裂紋,如何有效地抑制焊接熱裂紋成為目前迫切需要解決的難題。基于低膨脹高溫合金構(gòu)件快速制造的需求,本文開展低膨脹高溫合金薄板GH909激光焊接、厚板GH909激光-MIG焊接、熱處理制度對(duì)接頭性能影響、熱裂紋形成機(jī)理及其抑制等方面的研究。本研究主要內(nèi)容包括:

2、r> ?、挪捎枚押阜绞窖芯苛思す夤β?、焊接速度等工藝參數(shù)和保護(hù)方式對(duì)低膨脹高溫合金焊縫成形的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了2mm厚的薄板低膨脹高溫合金對(duì)接形式的全位置以及復(fù)雜曲線樣件的激光焊接。熱輸入量的大小直接決定焊縫橫截面的形狀,合適的熱輸入量為36~54 J/mm;焊縫區(qū)組織主要由胞晶組織、枝晶組織以及枝晶和等軸晶混合組織組成,焊接缺陷主要是氣孔和液化裂紋;薄板焊后接頭的室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材90%以上,斷裂位置出現(xiàn)在熱影響區(qū),以韌性

3、斷裂方式為主。
 ?、蒲芯苛瞬煌瑹崽幚碇贫葘?duì)2mm薄板低膨脹高溫合金GH909激光焊后接頭組織與性能的影響規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn),接頭焊前固溶時(shí)效處理時(shí),由于焊縫區(qū)析出的強(qiáng)化相γ'相發(fā)生回溶,導(dǎo)致接頭軟化。接頭焊后時(shí)效處理后,接頭區(qū)樹枝晶內(nèi)析出大量的顆粒狀強(qiáng)化相γ'相,起到彌散強(qiáng)化效果,而晶界處析出顆粒狀的Laves相和少量塊狀的碳化物,接頭的平均室溫抗拉強(qiáng)度為1129.6MPa,達(dá)到母材90%以上;焊后固溶時(shí)效處理后,接頭區(qū)晶界的雜質(zhì)相

4、明顯較少,接頭和母材的室溫抗拉強(qiáng)度有了一定程度的提高;接頭焊后固溶二次時(shí)效處理后,接頭室溫抗拉強(qiáng)度為1122.61MPa,低于焊后固溶時(shí)效狀態(tài),但650℃/480MPa時(shí)的高溫持久性能卻明顯高于前者,這是由于接頭中的部分強(qiáng)化相γ′相向針狀ε相轉(zhuǎn)變,而ε相的析出可以改善接頭的高溫性能。
 ?、呛附咏宇^中熱裂紋主要是液化裂紋,出現(xiàn)在熱影響區(qū),沿母材奧氏體晶界進(jìn)行開裂。液化裂紋產(chǎn)生的原因是由于焊接熱循環(huán)作用下熱影響區(qū)成分偏析的結(jié)果,晶界

5、處形成富Nb相,而在晶內(nèi)形成貧Nb相,Nb原子半徑比較大,導(dǎo)致含有大量Nb元素的固液界面處發(fā)生較大的晶格畸變,在外在應(yīng)力作用下誘導(dǎo)晶界的開裂。采用數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合方法,驗(yàn)證了采用小功率低焊速的工藝參數(shù)可以有效地降低高溫合金GH909焊接過程中熱影響區(qū)的溫度梯度和冷卻速度,并有利于降低熱影響區(qū)的焊接熱應(yīng)力。熱裂紋的抑制可以通過合理選擇母材熱處理狀態(tài)、焊接道次和減少激光焊接過程中的熱輸入量來實(shí)現(xiàn),相同熱輸入量的條件下,降低激光功率比提高

6、焊接速度更有利于抑制熱影響區(qū)的液化裂紋。
 ?、炔捎霉饫w激光-MIG復(fù)合方法實(shí)現(xiàn)了10mm厚GH909的焊接,單道熔深達(dá)10mm,接頭的室溫強(qiáng)度達(dá)到631.18MPa,達(dá)到母材的71%;合適的工藝參數(shù)如下:焊接速度0.54~0.6m/min,光絲間距為3mm,焊縫間隙值在0.28mm,弧焊電流140~160A,坡口形式為α=10°,d1=0.7mm,d2=6mm。焊縫底部采用銅墊板,起到“托住”熔池和快速極冷作用,可以消除焊縫背面

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