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相关耐磨钢板N5单晶过渡液相的扩散焊接头微观组织研究

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耐磨钢板快速凝固区主要是由接头中心的硼化物、γ和γ’相的三元共晶,及靠近等温凝固区的γ和γ’相二元共晶组成。快速凝固区可以通过延长保温时间的方法予以消除。TLP扩散焊过程对基体组织有重要影响。随着焊接温度升高、焊接时间延长,基体内的γ’相尺寸增加。为了提高N5单晶高温合金耐磨钢板过渡液相(TLP)扩散焊接头的力学性能,采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)研究接头微观组织,以及TLP扩散焊过程中基体组织的变化。结果表明,接头由连接区和基体区所组成,未发现明显的扩散区特征。连接区由等温凝固区和快速凝固区组成。

随着保温时间的延长,焊接缺陷减少,界面连接区厚度增加,钎料合金区中球形Ni-Co固溶体尺寸增大,脆性化合物相数量减少,接头在1143 K的抗拉强度由198.5 MPa提高至580 MPa.高温拉伸耐磨钢板试样的断口观察表明:断裂发生在焊缝处,为混合断裂模式,保温时间延长可提高焊缝与母材的界面结合强度,控制脆性化合物相的形成,改善接头的高温力学性能.综合考虑耐磨钢板接头的组织和性能,最佳保温时间约为180 min.

利用SEM,EPMA和TEM,观察了在1453 K Co-Ni-Si-B钎料钎焊的DD5镍基单晶高温合金耐磨钢板接头的显微组织,分析保温时间变化对接头显微组织和力学性能的影响,并深入讨论接头的形成机制.结果表明:接头主要由耐磨钢板钎料合金区、界面连接区和元家扩散区3个区域组成. 耐磨钢板钎料合金区位于焊缝中央,由Ni-Co固溶体、M3B2型硼化物、CrB和Ni-Si化合物构成;与之相邻为界面连接区,主要为等温凝固形成的Ni-Co固溶体组织;元素扩散区位于界面连接区与母材之间,由γ相、γ′相和元素互扩散形成的颗粒状M3B2构成.