GH3044是什么合金(GH3044)对应牌号
GH3044简介:
该合金是体固溶强化镍基抗氧化合金,在900℃以下具有高的塑性和中等的热强性,并具有优良的抗氧化性和良好的冲压、焊接工艺性能,适宜制造在900℃以下长期工作的航空发动机主燃烧室和加力燃烧室零部件以及隔热屏、导向叶片等。
作为一种超高温合金,GH3044镍基高温合金具有良好的高温抗氧化性、抗腐蚀性、热强性,因此可望成为航空、航天、动力化工等工业在高温复杂载荷和环境下保证运行的关键材料.为了扩大GH3044镍基高温合金的应用场合,通常需要将这种材料进行连接,制成复杂的连接构件.自镍基高温合金得到广泛应用以来,人们就在不断探索镍基高温合金各种各样的连接方法.从现有的文献资料来看:镍基高温合金所涉及到的连接方法有十余种之多,这些连接方法主要包括:摩擦
焊{1}、扩散焊{2}、TG焊{3}、自蔓延焊、过渡液相连接和钎焊等.其中钎焊是镍基高温合金的主要连接方法之一.
本文采用Ni基合金钎料对GH3044镍基高温合金进行钎焊连接,并对接头的界面产物和连接强度进行分析.本文研究结果对镍基高温合金的钎焊连接及GH3044镍基高温合金的应用提供了一定的参考价值.
1试验材料和设备
本试验所用的GH3044镍基变形高温合金是一种固溶态冷轧薄板(微观组织见图1),其厚度为1.5mm;试验中选用熔点为942~966℃娴牟δ=矗危榛◆辖鹎手?GH3044合金与Ni基钎料的化学成分见表1所示.为便于试验,在焊接前用电火花线切割机床将GH3044合金切割成50mm ×10 mm的试片.


2试验结果与分析
2.1 GH3044合金钎焊接头的界面组织
本文为了研究钎焊接头的界面组织及钎焊工艺参数对接头界面组织的影响,在1040-1100℃,保温5-40m in的钎焊工艺参数下对GH3044合金进行连接.图2为钎焊温度1070℃、保温时间10min条件下获得的GH3044合金钎焊接头的界面形貌.由图2(a)可知,采用镍基钎料对GH3044合金进行钎焊后,镍基钎料与GH3044合金的界面处结合得比较好.总体而言,整个接头共出现三个明显的反应区,它们依次为:界面析出相区、钎缝中的A区、钎缝中的B区.由图2(b)可知,在A区内部和界面析出相区附近,存在少量尺寸不等的白色粒状相.

为了确定GH3044合金钎焊接头的界面反应
产物,对上述接头的不同区域进行能谱分析,其结果见表2所示.由表2可知:当钎焊温度为1070℃,保温时间为10min时,在GH3044合金/镍基钎料界面的析出相(长骨杆状相)中有Ni.Cr和W三种主要元素.由Ni-Cr-W三元变温截面相图可知(见图3),此时界面析出相为(Cr,W)₂+N固溶体.钎缝中A区及此区中的白亮相应该是由(Cu,Ni)固溶体及Ni-Mn金属间化合物组成的复合相(由于有(Cu,Ni)固溶体的存在,很难根据元素成分确定此Ni-Mn化合物的种类).由表2中的能谱分析结果及Ni-Mn二元相图可知,B区的组织应该是由Ni和Mn组成的金属间化合物”ȵ+ξ复合相.


图4为钎焊温度1100℃、保温时间10m in条件下获得的GH3044合金钎焊接头的界面形貌.由图4(a)可知,此接头与钎焊温度为1070℃时获得的界面组织不同.当钎焊温度升高到1100℃时,接头处只有两个反应区,即界面析出相区和钎缝中的A区,而钎缝中的B区明显消失.由图4(b)可知,在A区内部、界面析出相区附近,同样存在少量尺寸不等的白色粒状相.由接头不同区域的能谱分析结果(表3)可知:在GH3044合金/镍基钎料界面的析出相也是(Cr,W)₂+Ni固溶体;此时钎缝中A区及少量的白亮相也是由(Cu,Ni)固溶体及Ni-Mn金属间化合物组成的复合相.


2.2 GH3044合金钎焊接头的强度分析
为了分析钎焊温度及保温时间对GH3044合金钎焊接头室温抗剪强度的影响,本文对保温时间为20min、不同钎焊温度下及钎焊温度为1070℃、不同保温时间下获得的钎焊接头进行室温抗剪试验,获得的抗剪强度值示于图5中.由图
5(a)可知,在保温时间为20min时,随着钎焊温度的提高,接头的抗剪强度值先增大后减小.当钎焊温度为1070℃时,接头获得最大的抗剪强度288MPa由图5(b)可知,在钎焊温度为1070 ℃时,随着保温时间的延长,接头的抗剪强度值也是先增大后减小.当保温时间为10min时,接头获得最大的抗剪强度319MPa


固溶体+Ni-Mn金属间化合物复合相存在.因此,接头的断裂表面表现出混合型断裂特征,即典型的韧性断裂(见图6(a))和脆性断裂(见图6(b)).由于接头在断裂过程中发生路径的转移及断裂方式的变化,此时接头易获得较高的抗剪强度.

而当钎焊工艺参数较高时(如钎焊温度为1100℃),由前面界面组织的分析结果可知,界面处无n"+5金属间化合物层生成,且A区中Ni-Mn金属间化合物的数量相对较少,因此接头的断裂表面只表现出单一的断裂特征,如图7所示.由于此时接头主要在固溶体处发生断裂,最终造成接头的室温抗剪强度较1070℃的接头低.

3结 论
(1) Ni基钎料可成功的对GH3044镍基合金进行钎焊连接;当钎焊温度为1070℃,保温时间为10min时,界面处有(Cr,W)₂+Ni固溶体析出,钎缝中有(Cu,Ni)固溶体组织+Ni-Mn金属间化合物层及n"+5金属间化合物层生成;而当钎焊温度为1100℃时,钎缝中的n"+5金属间化合物层消失.
(2)采用Ni基钎料对GH3044镍基合金进行钎焊连接,当钎焊温度为1070℃,保温时间为10min时,接头获得最大的室温抗剪强度319MPa此时接头的断裂属于既有韧性又有脆性断裂的混合断裂特征.