好姑娘8免费高清观看完整版,最近高清中文在线字幕观看,白天躁晚上躁麻豆视频,中国老肥熟妇bbw

浙江國(guó)檢檢測(cè)

首頁(yè) 檢測(cè)百科

分享:GH2132合金的焊接裂紋分析

2024-01-09 13:42:07 

GH2132是一種沉淀強(qiáng)化型高溫合金,常用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件[12]。GH2132板材焊接時(shí)出現(xiàn)焊縫開(kāi)裂,對(duì)焊縫取樣進(jìn)行分析,尋找開(kāi)裂原因,以改進(jìn)焊材和焊接工藝。

實(shí)驗(yàn)所用母材為GH2132固溶態(tài)板材。母材與焊絲的化學(xué)成分如表1所示,焊接參數(shù)為:焊接電流200 A,焊接速度0.6 mm/min,送絲速度130 m/min。對(duì)焊縫部位取樣,觀察微觀組織。并進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn),分析斷口。

表 1焊縫母材和焊絲化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))%

圖1所示為焊縫的宏觀形貌。中間泛白區(qū)為焊縫,周圍灰黑色區(qū)域?yàn)槟覆???梢?jiàn)焊縫截面大體呈V形,母材及熔池因局部受熱差異導(dǎo)致熔池左右兩側(cè)邊緣形狀有所不同。

圖 1焊縫宏觀形貌

圖2所示為焊縫裂紋附近組織,可見(jiàn)有大量析出相沿晶界分布。圖2(a)中的晶界析出相形狀不規(guī)則,內(nèi)部疏松,且邊緣有熔化跡象。晶界及晶內(nèi)有塊狀相存在,如箭頭所示。圖2(b)中裂紋沿晶界延伸。箭頭1所示為已開(kāi)裂并有所擴(kuò)展的裂紋,箭頭2所示為剛剛在晶界萌生的裂紋,裂紋萌生處存在大量細(xì)碎析出相,如圖2(b)中橢圓框所示??梢酝茢啵@些細(xì)碎析出相在裂紋萌生前的狀態(tài)與圖2(a)中一致。在開(kāi)裂過(guò)程中,被應(yīng)力撕扯,導(dǎo)致碎成圖2(b)中所示的狀態(tài)。

圖 2裂紋附近組織:(a)區(qū)域一;(b)區(qū)域二

圖2(b)箭頭3所示為孿晶。因焊接熔池是鑄態(tài)組織,故此為生長(zhǎng)孿晶。生長(zhǎng)孿晶的形成需要低的層錯(cuò)能以及大的冷卻速度[37]。這意味著此處的冷卻速度大,而大的冷卻速度導(dǎo)致大的熱應(yīng)力,進(jìn)一步加劇了焊縫的開(kāi)裂傾向。

圖3為晶界析出相的能譜分析。結(jié)果表明相對(duì)于基體成分(表1)晶界析出相中Ti、Mo富集(表2)。GH2132合金屬鐵鎳基高溫合金,在鐵鎳基的體系里,Ti為沉淀元素,易與其它元素形成多種析出相,而Mo為固溶元素,通常與基體形成置換固溶體,有時(shí)也會(huì)形成析出相,但Mo形成的析出相不穩(wěn)定,易分解。此處的能譜分析表明,Ti形成了析出相,沉淀在晶界。而Mo在熔池凝固過(guò)程中因溫度降低,在基體中的溶解度降低,被排到了晶界區(qū),與其它元素一起形成了復(fù)雜的低熔點(diǎn)共晶組織。此類組織熔點(diǎn)低,強(qiáng)度低,疏松質(zhì)脆,在合金中是嚴(yán)重的薄弱環(huán)節(jié),是導(dǎo)致開(kāi)裂的一個(gè)重要因素。

圖 3裂紋附近晶界區(qū)能譜分析:(a)電子圖像;(b)能譜圖
表 2晶界析出相成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))%

圖4所示為焊縫的拉伸斷口。當(dāng)拉伸試樣內(nèi)部有微裂紋時(shí),試樣將沿微裂紋開(kāi)裂,觀察斷口可分析微裂紋的成因。斷口上有3種類型的區(qū)域,分別是圖4(b)中橢圓標(biāo)示區(qū)域、圖4(b)中方框標(biāo)示區(qū)域以及如圖4(d)所示的韌窩區(qū)。

圖 4焊縫斷口:(a)宏觀形貌;(b)韌窩區(qū)-未結(jié)晶界面;(c)未結(jié)晶界面;(d)韌窩區(qū)

方框所示區(qū)域呈熔化跡象,表明此區(qū)域在焊接過(guò)程中未熔合,以下稱此類區(qū)域?yàn)槲慈酆蠀^(qū)。橢圓區(qū)域無(wú)韌窩特征,既無(wú)解理斷裂特征,也無(wú)晶界脆性斷裂的平滑斷口特征,而是呈碎顆粒狀。結(jié)合圖2所示的晶界析出相的狀態(tài)可以判斷,此為晶界沿析出相分離后的界面,碎顆粒為被應(yīng)力撕碎的析出相,與圖2(b)的分析一致。以下稱此類區(qū)域?yàn)榫Ы玳_(kāi)裂區(qū)。圖4(c)為未熔合區(qū)與晶界開(kāi)裂區(qū)的放大顯示,其更清晰地顯示了此二區(qū)的特點(diǎn)。

由晶界開(kāi)裂區(qū)斷口形貌及圖2所示的晶界低熔點(diǎn)析出相可以判斷,晶界處的裂紋為結(jié)晶裂紋,是晶界低熔點(diǎn)相與熱應(yīng)力共同導(dǎo)致的。圖4(d)所示的韌窩區(qū)也表明,焊縫中有部分熔合良好的區(qū)域呈韌性斷裂。

由以上分析可知,焊縫中有未熔合區(qū)域,成為內(nèi)部孔洞與原始裂紋。且焊縫中有晶界低熔點(diǎn)相導(dǎo)致的結(jié)晶裂紋。另外,冷卻速度快造成的熱應(yīng)力大也是開(kāi)裂的一個(gè)重要原因。

(1)焊縫組織晶界上存在大量的富Ti、Mo的低熔點(diǎn)相,組織中有較多的生長(zhǎng)孿晶。焊縫組織層錯(cuò)能較低,焊后冷卻速度大,熱應(yīng)力大。

(2)焊縫斷口上存在3類區(qū)域,分別為未熔合區(qū)、晶界開(kāi)裂區(qū)以及韌性斷裂區(qū)。

(3)晶界低熔點(diǎn)相的大量密集分布以及焊后熱應(yīng)力大共同導(dǎo)致了晶界沿析出相開(kāi)裂。

(4)焊縫中同時(shí)存在未熔合區(qū)導(dǎo)致的內(nèi)部孔洞與晶界低熔點(diǎn)相導(dǎo)致的結(jié)晶裂紋。


文章來(lái)源——金屬世界