K447A镍基高温合金钎焊接头组织及性能
耐腐蚀性镍基箔带钎料钎焊不锈钢接头性能
(b) 半浸泡阶段
20
30
100
3 (b) 耐腐蚀性测试 T 形接头 图 3 钎焊接头的形状和尺寸 (mm) Fig. 3 The shape and size of brazed joint
蚀液成分为 3.4 mL 65% 硝酸，1.4 mL 97% 硫酸加 1 650 mg NaCl 后配制成 1 000 mL 腐蚀液，腐蚀试 验按照表 2 及图 4 所示进行 6 周.
0 0
随炉冷却
50 100 150 200 250 时间 t/min
图 2 真空钎焊工艺曲线 Fig. 2 Process schematic of vacuum brazing
(a) 蒸气阶段
D = 16.00
Le = 60.00
d = 10
α = 5.67
L = 110.00
(a) 对接接头拉伸试样
文中对一种新型抗腐蚀性镍基箔带钎料 BNi685 钎焊 316L 不锈钢的组织和力学性能以及 耐腐蚀性研究，并与工业上常用的镍基钎料 BNi2，
收稿日期：2018 − 10 − 31 基金项目：国 家 自 然 科 学 基 金 (51475007， 51574011)； 北 京 工 业 大 学
2018 年度国际科研合作种子基金 (A12)
1 试验方法
试验用新型抗腐蚀性镍基箔带 BNi685 钎料 和 BNi2 钎 料 的 成 分 如 表 1 所 示 . 图 1 所 示 为 BNi685 钎料的 DSC 曲线.试验用母材为 316L 不 锈钢圆棒，尺寸为 φ18 mm × 55 mm. 圆棒采用对 接接头形式，填充钎料后用卡具激光定位焊接，再 在 VDW30 型真空扩散焊炉中进行钎焊试验. 保温 时间设为 15 min. 钎缝预制间隙分别设为 50，100， 150 μm，钎焊工艺曲线如图 2 所示. 钎焊接头的形 状最小尺寸如图 3 所示. 钎焊后，按照 ISO 783— 1999 和 ISO 5187—1985 标准，将接头试样加工为 标准拉伸试样，尺寸如图 3a 所示. 采用 T 形接头测 试其耐腐蚀性，接头形式及尺寸如图 3b 所示.
高温合金钎焊
：
接头设计 ：
推荐采用搭接接头，通过调整搭接长度，提高接头强度。
搭接长度：一般为组成接头中薄件厚度的 3倍，在700℃ 以下工作的接头，可增加到薄件厚度的5倍。 装配间隙：0.02-0.15mm
钎焊工艺;
焊前清理焊件和钎料表面氧化物、油污和其他污染物； 焊件精密装配，保证装配间隙，控制钎料加入量； 高温合金推荐为固溶或退火状态，尤其对Al、Ti含量较高 的时效强化合金。 钎焊温度 : 一般高于钎料液相线 30-50 ℃ 流动性较差钎料 高出100℃ 保温时间：根据母材特性、钎焊温度、装炉质量等确定
钎焊工艺
钎焊温度;一般高于正常钎焊温度10℃左右 温度过低：钎料与合金粉作用很弱，钎料中的B很少扩散， 使钎缝中形成很多B化物脆性相； 温度过高：钎料与合金粉相互溶解，钎料中B向合金粉的 扩散强，钎缝中Ni的固溶体比例增加，大块的Ni-B化物共 晶消除，改善了钎缝组织 保温时间：比正常钎焊的保温时间长 保温时间短 : 钎料与合金粉作用不充分，易出现大块共 晶组织，孔洞缺陷也多； 保温时间充分：组织均匀，缺陷减少。
钎料：
选择原则： 1、首先考虑钎焊部位工作条件与要求，如使用温度、工 作介质、承受何种应力 2、母材特性热处理要求 3 、接头形式、焊接部位厚度、装配间隙 焊后加工处理 等
钎料种类：
一、镍基、钴基钎料 良好的抗氧化、耐腐蚀性、热强性 较好的钎焊工艺性能、不会产生裂纹 适用于高温合金部件的钎焊，是应用最多的钎料
ห้องสมุดไป่ตู้
镍基钎料：Ni +Cr、Mn、Co形成固溶体 Ni +B、Si、P、C形成共晶体 提高钎料高温强度和湿润能力。 钴基钎料： Co-Cr-B 系，再加适量的 Si 、 W ，以降低钎料 熔点、提高高温性能。 钎料形态 : 钎料中含较多的 B 、 Si 、 P 元素，形成化合物脆 性相，使钎料变形能力较差，不能制成丝或箔材，通常以粉 末状供应。
钴基钎料钎焊K465合金大间隙接头组织与性能
钴基钎料钎焊K465合金大间隙接头组织与性能潘晖;赵海生【摘要】Vacuum brazing of K465 superalloy was carried out by usingCo45NiCrWB cobalt-base filler metal at 1220 ℃ for different holding time,and the joint clearance was 0.5 mm pre-filled with FGH95 nickel-base superalloy powder.The effect of the structural constitution of brazed different holding time of temperature on the brazed joint microstructure and properties.The results show that the brazing seam is composed of alloy powder particles and borides among them.It is two-phase structure of γ and γ′ with a few small blocks of borides in the powder particles,and there exists phases rich in Cr,W and Nb elements.The powder particles are growing along the holding time during the brazing process,while their combination is expanded.It is good for stress rapture properties of joints that borides was fine in brazing seam with more superalloy powder and proper holding time.And the joints brazed for 30-60 min show higher stress rapture properties.%采用Co45NiCrWB钴基钎料,预填FGH95镍基合金粉,在1220 ℃不同保温时间下对K465高温合金进行0.5 mm大间隙真空钎焊实验,研究钎缝组织构成及不同保温时间对钎缝组织与接头性能的影响.结果表明:钎缝组织由合金粉颗粒及颗粒间硼化物相构成,颗粒内为γ和γ′双相组织和少量小块状硼化相,颗粒间是高Cr,W和Nb的硼化物相;钎焊时随保温时间延长合金粉长大,化合物相合并长大;合金粉比例高、保温时间适当获得钎缝中化合物相细小弥散分布,对接头性能有利;钎焊保温30~60 min时接头持久性能较高.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2017(037)003【总页数】6页(P50-55)【关键词】钎焊;镍基高温合金;组织;性能【作者】潘晖;赵海生【作者单位】北京航空材料研究院焊接与塑性成形研究所,北京 100095;北京航空材料研究院焊接与塑性成形研究所,北京 100095【正文语种】中文【中图分类】TG146.1K465合金是在俄罗斯ЖС6У合金基础上研制的一种合金化程度很高的镍基铸造高温合金，该合金在等轴铸造镍基高温合金中热强性、承温能力较高，具有较好的高温抗氧化性能，主要用于制作1050 ℃以下工作的发动机涡轮工作叶片和导向叶片[1-3] 。
k447a+gh4169惯性摩擦焊接头组织与高温力学性能
50 μm
图 1 K447A 基体组织形貌 Fig. 1 Microstructure of K447A alloy
GH4169 基体组织如图 2 所示，基体为 γ 相，主 要的沉淀硬化相为的 γ''(Ni3Nb) 相，同时还有少量 的 γ'(Ni3 (Al，Ti)) 相对基体强化也有一定作用. 锻 件在冷却过程中晶界上析出了短棒状的 δ 相[3].
第 40 卷 第 10 期
焊接学报
2 0 1 9 年 1 0 月 TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.40(10):137 − 141 October 2019
K447A + GH4169 惯性摩擦焊接头组织 与高温力学性能
张传臣1， 张田仓1， 赵春玲2
GH4169
25 μm
图 2 GH4169 基体组织形貌 Fig. 2 Microstructure of GH4169 alloy
采用 300BX 惯性摩擦焊机对 K447A + GH4169 进行焊接，惯性摩擦焊工艺参数为转速 1 000 r/min， 惯量：35.8kg·m2，压力：400 MPa.
(1. 中国航空制造技术研究院 航空焊接与连接技术航空科技重点实验室，北京 100024； 2. 中国航发湖南动力机械研究所，株洲 412002)
摘 要： 针对新型镍基铸造高温合金 K447A 和变形高温合金 GH4169 异种材料惯性摩擦焊工艺进行研究，对热处
理后接头微观组织和高温力学性能进行试验分析，结果表明，K447A 和 GH4169 惯性摩擦焊接头飞边成形良好，飞
惯性摩擦焊是一种固相连接方法，大部分能量 在摩擦界面转化为热能后被高温热塑性金属以飞 边的形式带出界面，接头界面热输入相对较小，其 接头为锻造组织，接头性能稳定可靠，材料适应性 广，且焊接工艺简单、自动化程度高[4-8]. 因此，针 对 K447A + GH4169 惯性摩擦焊接头的性能研究 背景需求明确，其研究成果将推动铸造高温合金惯 性摩擦焊在发动机上的应用.
常用金属焊接性之高温合金的钎焊
常用金属焊接性之高温合金的钎焊高温合金是在高温下具有较好的力学性能、抗氧化性和抗腐蚀性的合金。
这类合金可分为镍基、铁基和钴基三类；在钎焊结构中用得最多的是镍基合金。
镍基合金按强化方式分为固溶强化、实效沉淀强化和氧化物弥散强化三类。
固溶强化镍基合金为面心立方点阵的固溶相，通过添加铬、钴、钨、钼、铝、钛、铌等元素提高原子间结合力,产生点阵畸变,降低堆垛层错能，阻止位错运动,提高再结晶温度来强化固溶体。
沉淀强化镍基合金钢是在固溶强化的基础上添加较多的铝、钛、铌、钽等元素而形成的。
这些元素除形成强化固溶体外，还与镍形成Ｎi3(Al、Tｉ)γ’或Ni３(NbAlＴi）γ”金属间化合物相；同时钨、铜、硼等元素与碳形成各种碳化物。
ＴD-Ni和ＴD-NiＣr合金是在镍或镍铬基体中加入2%左右弥散分布的ThＯ２颗粒，产生弥散强化效果的新型高温合金。
一:钎焊性高温合金均含有较多的铬，加热时表面形成稳定的Cr2Ｏ３，比较难以去除；此外镍基高温合金均含铝和钛,尤其是沉淀强化高温合金和铸造合金的铝和钛含量更高。
铝和钛对氧的亲和力比铬大得多,加热时极易氧化。
因此，如何防止或减少镍基高温合金加热时的氧化以及去除其氧化膜是镍基高温合金钎焊时的首要任务。
镍基高温合金钎焊时不建议用钎剂来去除氧化物,尤其是在高的钎焊温度下,因为钎剂中的硼砂或硼酸在钎焊温度下与母材起反应,降低母材表面的熔化温度，促使钎剂覆盖处的母材产生溶蚀；并且硼砂或硼酸与母材发生反应后析出的硼可能渗入母材,造成晶间渗入。
对薄的工件来说是很不利的。
所以镍基高温合金一般都在保护气氛，尤其是在真空中钎焊。
母材表面氧化物的形成和去除与保护气氛的纯度以及真空度密切相关。
对于含铝和钛低的合金，热态真空度不应低于１0-2Ｐa；对于含铝钛较高的合金，表面氧化物的去除不仅与真空度有关，而且还与加热温度有关。
无论是固溶强化，还是沉淀强化的镍基高温合金，都必须将其合金元素及其化合物充分固溶于基体内,才能取得良好的高温性能。
采用BNi68CrWB钎料钎焊GH783的接头组织与性能
采用BNi68CrWB钎料钎焊GH783的接头组织与性能刘文慧;郭绍庆;叶雷;毛唯;周标【摘要】选用BNi68CrWB钎料,对低膨胀高温合金GH783的钎焊工艺及接头组织性能进行研究.研究表明,采取BNi68CrWB钎料、钎焊规范为1180℃/10min,钎焊试样焊后进行完全热处理,获得钎焊接头室温拉伸强度最高达到701MPa,接头650℃拉伸强度最高达到了696MPa;钎焊接头的组织由镍-钴基γ固溶体、共晶及其他脆性化合物相构成;钎焊间隙不同,接头中固溶体所占比例不同,0.05mm间隙中元素扩散较充分,接头以固溶体为主,共晶及其他脆性化合物相较少.钎焊间隙对接头性能影响较大,0.05mm钎焊间隙的接头强度明显高于0.1mm间隙接头.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】6页(P73-77,83)【关键词】镍基高温合金;GH783;钎焊;接头;力学性能【作者】刘文慧;郭绍庆;叶雷;毛唯;周标【作者单位】北京航空材料研究院焊接及锻压工艺研究室,北京100095;北京航空材料研究院焊接及锻压工艺研究室,北京100095;北京航空材料研究院焊接及锻压工艺研究室,北京100095;北京航空材料研究院焊接及锻压工艺研究室,北京100095;北京航空材料研究院焊接及锻压工艺研究室,北京100095【正文语种】中文【中图分类】TG454低膨胀高温合金是20世纪70年代发展起来的一类新型工程材料,早期开发的Incoloy 903,Incoloy 907,Incoloy 909合金虽然具有低的膨胀系数,但高温抗氧化性相对较差。
INCO国际合金公司通过添加较低水平的Cr和提高A l含量(质量分数>5%),成功研制了新型低膨胀高温合金——Inconel 783合金[1,2],该合金既保持了低的膨胀系数,同时通过β相(NiA l)沉淀细化晶粒[3,4],提高了应力诱发晶界氧化开裂(SAGBO)抗力,改善了以γ′为强化相的γ基体的断裂韧性。
热等静压温度对K447A高温合金显微组织及性能的影响
热等静压温度对K447A高温合金显微组织及性能的影响李爱兰，汤鑫，曹腊梅，盖其东【摘要】摘要:研究了热等静压温度对K447A合金显微组织及性能的影响。
测试了合金的持久性能和室温拉伸性能。
利用金相显微镜（OM）和扫描电镜（SUM）观察了合金显微组织。
结果表明，1185～1210℃/180MPa/4h （+1185℃/2h，AC+1100℃/4h，AC+870℃/20h，AC）下，随热等静压温度的提高，合金中显微疏松逐步闭合，碳化物逐步细化和球化;γ-γ'共晶相尺寸和数量逐步减小，共晶特征趋于不明显;晶界呈不连续颗粒状;存在大、小两种尺寸的γ'相。
经1185～1210℃HIP处理的合金980℃/200MPa持久性能大幅提高;经1195℃HIP的合金760℃/724MPa持久性能达到最高。
经1210℃HIP 处理的合金980℃/200MPa持久性能达到最高。
180MPa/4h条件下，K447A 合金合适的热等静压温度为1185～1210℃。
【期刊名称】航空材料学报【年(卷),期】2012(032)002【总页数】7【关键词】关键词:热等静压;K447A合金;显微组织;性能铸造高温合金是由合金锭重熔后直接浇注成零件的高温合金，是在高温及氧化腐蚀环境中长期稳定工作的金属结构材料。
铸造高温合金最重要的用途是制造航空发动机、航天火箭发动机和各种工业燃气涡轮发动机涡轮叶片、导向叶片、整铸涡轮和导向器、增压器、涡轮机匣、尾喷管调节片等零部件［1］。
中小型发动机一般采用整体铸造叶盘，即将叶片和轮盘一次整体铸造而成［2］。
叶片承受高温腐蚀性燃气直接冲击，容易发生蠕变断裂，需要在高温下有好的高温持久和蠕变强度;而轮盘需要承受巨大的机械应力，需要在中低温下有好的拉伸强度和低周疲劳性能。
由于定向柱晶组织在高温下具有好的持久和蠕变性能，细晶组织在中低温下具有好的拉伸性能和低周疲劳性能，因此将整体叶盘的叶片铸造成定向柱晶、轮盘铸造成等轴细晶是提升整体叶盘使用性能的最佳途径。
BNi82CrSiB钎料真空钎焊FeCrAl合金接头界面组织
BNi82CrSiB钎料真空钎焊FeCrAl合金接头界面组织高勇;夏志东;崔英亚【摘要】采用BNi82CrSiB带状钎料在1070℃/10min工艺条件下对FeCrAl合金箔带制成的多孔圆形器件进行了真空钎焊实验,并对钎焊接头界面组织和相组成进行了分析.实验结果表明:多孔圆形器件焊后表面无宏观缺陷,钎焊接头致密完整,试样中99%(总共约有8000个)的钎焊接头实现连接.钎缝组织由γ-Ni基固溶体、金属间化合物和共晶组织构成.钎缝中物相有γ-Ni,FeNi3,AlNi3,CrB,Ni17Si3.钎焊接头中含有较多的硼化物相.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2010(000)010【总页数】4页(P57-60)【关键词】BNi82CrSiB钎料;FeCrAl合金;真空钎焊;界面组织【作者】高勇;夏志东;崔英亚【作者单位】北京工业大学,材料科学与工程学院,北京,100124;北京工业大学,材料科学与工程学院,北京,100124;北京工业大学,材料科学与工程学院,北京,100124【正文语种】中文【中图分类】TB454FeCrA l合金是一种重要的电热材料,通常用于电加热元件[1]。
FeCrA l电热合金作为我国应用最广泛的金属电热材料之一,其成分中存在大量的Cr和A l,在高温条件下,合金表面会形成致密的氧化膜,因此具有高温抗氧化性能(最高可达1300℃)。
FeCrA l合金材料优良的高温抗氧化性能和高电阻率以及低廉的价格为其大量使用提供了条件。
因此,它被广泛用于燃烧器、高温气体过滤、燃气密封和吸声材料等方面[2-4]。
近年来,国内外对FeCrA l合金的高温性能、FeCrA l涂层和金属蜂窝载体等方面已进行了一些实验研究[5-9]。
其中,以FeCrA l合金箔材或丝材为基体的汽车尾气净化载体和电热器件受到很多材料工作者的广泛关注。
然而,目前FeCrA l合金箔带制成的燃烧器用电热器件常依赖进口,关于这些器件的钎焊制备以及焊后钎缝组织与相组成方面的报道较少。
K640合金钎焊接头组织及工艺控制
K640合金钎焊接头组织及工艺控制M icrostructure and T echnology Param eter Cont rol ofthe K640Brazed Joint赵海生1,潘晖1,孙计生1,李大斌2(1北京航空材料研究院焊接及锻压工艺研究室,北京100095;2中国人民解放军第四七二三工厂,河北永年057150)ZH A O H a-i sheng1,PAN H ui1,SUN J-i sheng1,LI Da-bin2(1Laboratory of Welding and Forging,BeijingInstitute of Aeronautical M ater ials,Beijing100095,China;2T he People.s Liber ation Ar my NO.4723Plant,Yo ng nian057150,H ebei,China)摘要:采用不同的工艺参数对铸造钴基高温合金K640进行了钎焊实验,通过扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对钎焊接头进行了微观组织观察、典型物相成分测试及物相分析。
结果表明:不同钎焊工艺参数下的钎缝均由钴基固溶体、碳化物M23C6、硼化物M3B2+钴基固溶体共晶,以及块状及颗粒状碳化物M C组成。
当钎焊温度较低或保温时间较短时,钎缝中央生成大量的M3B2;随着钎焊温度的升高及保温时间的延长,钎缝中M3B2、M C减少,M23C6增多、长大。
关键词:K640合金;钎焊;微观组织;工艺参数中图分类号:T G454文献标识码:A文章编号:1001-4381(2008)09-0017-03Abstract:T he cast cobalt-based super alloy,named K640,w as brazed under different technolo gy pa-r am eters.T he m icro structur e and phase com positio n o f the joints were observ ed and analyzed by means of SEM,EDX and XRD.T he results show ed that joints,w ith similar compositions,w ere made up w ith cobalt-based solution,M23C6,eutectics of M3B2+cobalt-based solution and small block of MC.As the brazing temperature was low o r the ho lding time w as short,lo ts o f low-m elting M3B2 w ere precipitated in the central part o f the brazing seam.On the other hand,w ith the increasem ent of brazing tem perature and holding time,the amo unts of M3B2and M C w er e decreased w hile mo re coars-ened M23C6precipitated in the brazing seam.Key words:K640alloy;brazing;m icro structur e;techno logy par am eter钴基高温合金具有较高的高温强度,优异的抗热腐蚀性能、热疲劳性能和抗蠕变性能等高温综合性能[1,2],因此特别适合制作1000e下工作的构件,如燃气涡轮导向叶片,在高性能航空发动机上有很好的应用前景。
镍基合金异质熔焊9Ni钢接头组织和性能及纳米压痕分析
材间存在一条明显的过渡带. 该过度带显然对应于
熔合区. 粗晶热影响区中的板条马氏体宽度在 1 μm，
在靠近熔合区附近板条马氏体已嵌入奥氏体内部.
D = kλ/ (β cos θ)
(1)
式中：k 为常数；λ为 XRD 入射波长；β为衍射峰半 高宽；θ为衍射角.
由图 1d 可观察到焊缝区域组织以奥氏体为 主，由图 3 的透射电镜图可以观察到，奥氏体晶界 界面两侧晶粒取向差大于 10°，故其晶界具有较高 角度特征，在晶界处分布着较多呈黑色的沉淀物， 该沉淀物由镍基合金焊缝金属在结晶过程中发生 了晶界偏析及晶内偏析影响而形成，其中颜色较浅 的为奥氏体基体，Fe-Cr,Ni-Cr-Fe 等析出相呈黑色 点状和块状. 熔焊接头焊缝金属区域在 SEM 形貌 图 2d 中可以明显观察到，呈现条状亮白色的析出
非均质焊接接头各微区力学性能受试样制取
收稿日期：2020 − 08 − 03
尺寸的限制，目前仅能从宏观上测定出接头的力学 性能. 近年来，纳米压痕技术在微区力学性能分析 方面显示出越来越重要的特别作用. 例如 Hamad 等人[1] 对发生蠕变变形的镍基高温合金进行了纳 米压痕测试，从而研究枝晶尺度上的偏析，并表征 出各个相的力学性能. Chen，Maier 和 Thai-Hoan 等 人[2-5] 使用纳米压痕技术结合光学显微镜分析了结 构钢焊接区的显微组织，包括母材、热影响区和焊 缝金属，较好的对接头各微区的力学性能进行了表 征. 文献 [6] 分析了低温 LNG 储罐 9% 镍钢焊接接 头的力学特性. 基于上述，采用微观分析和纳米压 痕技术相结合的方法力图揭示出镍基异质合金非 匀质熔焊接头各微观区域组织与力学性能间的关 系，为工程设计理论依据.
Ni 65.89 66.93 58.59
k447a的熔点
k447a的熔点K447a是一种微晶聚合物材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
其熔点是衡量其热稳定性和加工性能的重要指标之一。
本文将详细介绍K447a的熔点及其对材料性能和应用的影响。
一、K447a的基本介绍K447a是一种聚矽氧烷复合物，其化学结构含有硅-氧键。
它是由环状硅氧烷单元组成的聚合物链，具有分子式（SiH2O）n。
其分子结构上的稳定性赋予了它优异的热稳定性和耐老化性。
二、熔点的定义熔点是指材料在升温过程中由固态向液态过渡的温度。
对于K447a来说，熔点是指其从固态到液态的转变温度。
熔点的高低直接关系到材料的热稳定性和加工性能。
三、熔点的影响因素1. 分子量：K447a的分子量越高，分子之间的相互作用力越强，熔点也越高。
2. 取代基：材料的分子结构中的取代基会影响其分子间的相互作用力，从而影响熔点的大小。
3. 杂质：杂质的存在会干扰分子结构的有序性，降低其熔点。
4. 结晶度：K447a的结晶度越高，其分子有序性越好，熔点也越高。
四、熔点对材料性能的影响1. 熔点高，热稳定性好：K447a具有高熔点，可以在较高的温度下保持其基本形态，耐受高温环境的侵蚀，具有较好的热稳定性。
2. 熔点高，加工性差：K447a的高熔点意味着其在加工过程中需要更高的温度来使其融化，从而增加了加工难度和成本。
3. 熔点低，易于成型：相对于高熔点材料，低熔点的K447a 在加工过程中更容易成型，具有更好的可加工性。
4. 熔点低，热稳定性差：熔点低意味着材料在高温环境下可能发生形态变化和性能下降，其热稳定性较差。
五、熔点对应用的影响1. 电子器件：K447a的高热稳定性使其成为电子器件中优选的绝缘材料，可以在高温环境下提供良好的电气性能。
2. 汽车工业：K447a作为橡胶添加剂，可以提高橡胶的耐热性和耐老化性，适用于汽车胎、密封件和管道等领域。
3. 医疗器械：K447a具有良好的耐化学性和抗菌性，可以用于医疗器械的制造，如人工关节和手术器械等。
热等静压温度对K447A高温合金显微组织及性能的影响
度 大于 １０ ｃ ， 数 超 过 １００ ｒｒｎ ０ ０【 转 ＝ ０００／ ｉ。在 这 样 高 ａ 的 温度 和转数 条 件 下 ， 体 叶盘 承 受 很 高 的机 械 应 整
低 ， 补 了 我 国 在 １０ ￣ 填 ０ ０Ｃ以上 工 作 的 定 向／ 晶双 细
性 能 整体 叶 盘 材 料 的空 白 Ｊ 。熔 融 合 金 浇 注 后 ，
凝 固过程 中产 生收 缩 造 成 补缩 不 足 ， 在铸 件 内部 形 成 显微 疏松 ， 些疏 松分 布在 枝 晶间及 晶界 上 ， 成 这 造
件 内部 孔洞 类 缺陷 ， 提高 铸件致 密 度 的有效 办法 ， 并 在 国内外得 到 了广泛 的应 用 。热 等静压 处理 不仅 能 消除铸 件 缺陷 ， 而且 还 可 以改 善 铸 件 的 组织 和力 学 性能 ， 提高铸 件 使用 的可 靠性 。此 外 ， 用热 等静 压处 理 来 改善价 格 昂贵 的熔 模 铸 件 的质 量 ， 大大 提 高 铸 件 合格 率 ， 经济 效益 显著 。 本 工作 研究 了 热 等静 压 温 度 对 Ｋ ４ Ａ 合 金 显 ４７
李 爱兰 ， 汤 鑫 ， 曹腊梅 ， 盖其东
（ 北京航 空材料研究院 先进高温结 构材 料重点实验室 ， 北京 １０ ９ ） ０ ０ ５ 摘要 ： 究了热等静压温度对 Ｋ ４ Ａ合金显微组织及性 能 的影 响 。测试 了合金 的持 久性能 和室温 拉伸性 能。利 研 ４７
用金相显微镜 （ Ｍ） Ｏ 和扫 描 电镜 （ Ｕ 观察 了合 金显微 组 织 。结果 表 明 ， １５—１ １￣ １０ ａ４ （＋ｌ８ ￣ ／ Ｓ Ｍ） １８ ２ ０Ｃ／ ８ ＭＰ／ ｈ １５（ ２
晶界弱 化 ， 而显 微疏 松 的存 在 会 造 成铸 件 持 久 性 能
高温合金的钎焊
高温合金的钎焊1 高温合金可分为以下几类1.1铁基高温合金如GH132，它属于时效硬化奥氏体合金，可制造 700℃以下工作的工件。
1.2铁镍基高温合金如 K14，用于 900℃以下燃气涡轮导向叶片或工作叶片。
1.3 镍基高温合金，绝大部分高温合金均属于镍基合金，它们用来制造火焰筒，燃烧室和加力燃烧室，涡轮工作叶片和导向叶片等。
1.4钴基合金在我国应用较少。
1.5用于钎焊结构的一些高温合金的成分、牌号和热处理规范列于表1。
表1 高温合金成分、牌号和热处理规范2 钎焊特点2.1高温合金含有较多的铬，表面的 Cr2O3比较难以去除。
钎焊高温合金时，很少采用钎剂，因为钎剂中的硼酸和硼砂同母材作用后产生硼向母材渗入的现象，造成各种缺陷。
所以高温合金绝大多数都用气体保护钎焊和真空钎焊。
同时对保护气体的纯度要求很高。
2.2对于一些含铝、钛量高的高温合金来说，如GH33、GH37、GH132、K3、K14、K17等，它们的表面除了形成Cr2O3外，还有A123和TiO2等氧化物，这二种氧化物无论是在氢气或氩气保护下钎焊均不能去除，必须采取一些其它措施。
含铝、钛高的合金最适宜于真空钎焊，此时，可得到光洁的表面，确保钎料很好铺展。
2.3 高温合金都在淬火状态下使用，有的还要经过时效处理，以保证获得最佳性能。
因此对这些合金的钎焊温度应选择尽量与它们的淬火温度一致。
钎焊温度过高，会影响其性能，例如，与 GH33成分相接近的Incone1702合金，经1220℃钎焊和正常热处理后的性能示于图1。
由于钎焊温度比正常淬火温度高得多，钎焊后虽经热处理，但在各种温度下合金的强度要比未经钎焊的低得多。
图1 Incone1702合金机械性能与温度的关系1—正常热处理 2—1220℃钎焊＋正常热处理2.4 而对于GH37、K3等固溶处理温度较高(1200℃左右)的合金来说，经1200℃钎焊加热后，对合金性能没有影响。
2.5 对时效硬化合金来说，钎焊后还应按照规定的规范进行时效处理。
镍基焊接工艺评定报告
镍基焊接工艺评定报告一、评定目的本评定报告旨在评估镍基焊接工艺的可靠性和质量，为后续焊接工作提供工艺依据和技术支持，确保焊接质量和工程安全。
二、评定范围本评定报告适用于所有涉及镍基材料焊接的过程，包括但不限于气焊、弧焊、激光焊等焊接方法。
三、焊接方法与工艺参数本次评定涉及的焊接方法为氩弧焊，其工艺参数如下：焊接电流：150-200A焊接电压：10-12V焊接速度：10-15cm/min钨极直径：2.0mm保护气体：氩气填充材料：纯镍丝预热温度：150℃层间温度：≤100℃焊后热处理：无四、试件与材料试件尺寸为300mm×100mm×6mm，采用Q235B钢板。
焊接材料为纯镍丝，直径为2mm。
试件和材料均符合相关标准和规定要求。
五、焊接设备与检验仪器本次评定采用氩弧焊机进行焊接，并使用万能试验机进行拉伸试验，硬度计进行硬度测试，金相显微镜进行微观组织观察等。
设备与仪器均经过校准和检定，保证其准确性和可靠性。
六、焊前准备与焊后处理焊前清除焊缝两侧20mm范围内的油污、锈迹等杂质，确保焊缝质量。
焊接后进行外观检查，无气孔、裂纹等缺陷。
焊接接头进行超声波检测和X射线检测，确保无内部缺陷。
最后进行焊后热处理，提高接头性能。
七、焊接操作人员资质本次评定由持有特种设备焊接操作证书、经过专业培训的焊接技师进行操作。
在评定过程中，焊接操作人员严格按照工艺要求进行操作，确保焊接质量和安全。
八、工艺评定实验与检测根据相关标准和规定要求，本次评定对焊接接头进行了拉伸试验、硬度测试和金相组织观察等实验与检测。
实验结果表明，焊接接头的抗拉强度、硬度和金相组织均符合要求，证明该镍基焊接工艺具有可靠的工艺性能和良好的接头质量。
九、评定结果与结论经过以上各项评定工作，本评定报告得出以下结论：采用氩弧焊进行镍基材料的焊接，其工艺参数、试件与材料、焊接设备与检验仪器、焊前准备与焊后处理以及焊接操作人员资质均符合相关标准和规定要求。
高温合金的钎焊
高温合金的钎焊高温合金的钎焊高温合金要求能在600℃以上高温抗氧化和防腐蚀，并能在一定应力下作用下长期工作的金属材料。
高温合金按其成分可分为铁基、镍基和钴基合金；按生产工艺可分为变形、铸造、粉末冶金和机械合金化高温合金。
为适应高温工作要求，合金必须采取强化手段。
对Fe、Ni和Co 基高温合金主要采用固溶强化，第二相强化和晶界强化三种手段。
1.固溶强化。
固溶强化是提高原子结合力和晶格畸变，是Fe、Ni 或Co基体中固溶体的滑移阻力增加，滑移变形困难而达到强化。
单通过晶格畸变来强化高温合金来说是不够的，还需要降低扩散系数以阻碍扩散型形变进行强化。
在Fe、Ni基高温合金中，通常加入Cr、Mo、W、Co、Al等元素进行固溶强化。
Cr是高温合金中不可缺少的元素，合金的抗氧化性主要依靠Cr。
Cr在Ni和Fe中有较大的溶解度。
Cr主要与Ni形成固溶体，少量Cr与C形成Cr23C6型碳化物（Cr含量低时会生成Cr7C3型碳化物），可提高合金的高温持久性能。
W和Mo是强固溶强化元素，加入W和Mo可以提高原子结合力，产生晶格畸变，提高扩散激活能，使扩散过程缓慢；同时合金的再结晶温度升高，提高了合金的高温性能。
另外，W和Mo是碳化合物形成元素（主要形成M6C）。
当碳化物沿晶界分布时，对合金强化起更大作用。
Co元素也是很有效的固体强化元素，主要作用是降低基体位错能，提高合金的持久强度，减小蠕变速率；它还可以稳定合金的组织，减少有害相的析出。
因此固溶强化型高温合金中均含有Cr、W、Mo、Al、Co等元素。
2.第二相强化。
固溶强化型高温合金的使用温度有限，当工作温度大于950℃或要求高屈服强度的合金，则需依靠第二相强化。
第二相强化是利用细小、均匀分布的稳定质点阻碍位错运动，以达到高温强化的目的。
第二相强化采用时效析出的γ’相γ”。
在Fe和Ni基合金中，γ`相为Ni3Al型，为了面心立方晶体结构，与基体结构相同，与共格析出。
镍基钎料-最新国标
镍基钎料1范围本文件规定了镍基钎料的型号、技术要求、试验方法、修约规则、检验规则和包装、标志、质量证明等要求。
本文件适用于硬钎焊使用的镍基钎料。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T1480金属粉末干筛分法测定粒度（GB/T1480-2012，ISO4497：1983，IDT）GB/T8170－2008数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T11363钎焊接头强度试验方法（GB/T11363—2008,ISO5187:1985,NEQ）GB/T11364钎料润湿性试验方法（GB/T11364—2008,ISO5179:1983,NEQ）GB/T19077粒度分布激光衍射法（GB/T19077—2016，ISO13320:2009,IDT）3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。
4型号4.1型号编制方法钎料型号由两部分组成：a）第一部分用“B”表示硬钎料；b）第二部分由主要合金组分的化学元素符号组成。
其中，第一个化学元素符号Ni表示钎料的基本组分，Ni元素符号后标出其公称质量分数，数值应为整数；c）其它元素符号按其质量分数由大到小顺序排列，当几种元素具有相同的质量分数时，按其原子序数顺序排列。
d）质量分数小于1%的元素在型号中不必列出，如某元素是钎料的关键组分一定要列出时，应将其化学元素符号用括号中列出其。
4.2型号示例本文件与其他相关标准的钎料型号对照见附录A。
本文件中钎料型号示例如下。
B Ni73CrFeSiB(Si)关键组分添加元素Ni元素及其含量硬钎料代号5技术要求5.1产品形态镍基钎料产品形态包括粉、带（箔）、棒等，具体产品形态由供需双方协商确定。
5.2化学成分钎料的化学成分应符合表1的规定。
表1镍基钎料的化学成分型号化学成分（质量分数，%）熔化温度范围（参考值）/℃Ni Co Cr Si B Fe C P W Cu Mn Mo Nb固相线液相线BNi73CrFeSiB(C)余量0.1013.0～15.04.0～5.02.75～3.504.0～5.00.60～0.900.02—————9801060BNi74CrFeSiB余量0.1013.0～15.04.0～5.02.75～3.504.0～5.00.060.02—————9801070BNi81CrB余量0.1013.5～16.5—3.25～4.01.50.060.02—————10551055BNi82CrSiBFe余量0.106.0～8.04.0～5.02.75～3.502.5～3.50.060.02—————9701000BNi78CrSiBCuMoNb余量0.107.0～9.03.8～4.82.75～3.500.40.060.02—2.0～3.0—1.5～2.51.5～2.59701080BNi92SiB余量0.10—4.0～5.02.75～3.500.50.060.02—————9801040BNi95SiB余量0.10—3.0～4.01.50～2.201.50.060.02—————9801070BNi71CrSi余量0.1018.5～19.59.75～10.500.03—0.060.02—————10801135BNi73CrSiB余量0.1018.5～19.57.0～7.51.0～1.50.50.100.02—————10651150BNi77CrSiBFe余量 1.014.5～15.57.0～7.51.1～1.61.00.060.02—————103011253表1（续）型号化学成分（质量分数，%）熔化温度范围（参考值）/℃Ni Co Cr Si B Fe C P W Cu Mn Mo Nb固相线液相线BNi63WCrFeSiB余量0.1010.0～13.03.0～4.02.0～3.02.5～4.50.40～0.550.0215.0～17.0————9701105BNi67WCrSiFeB余量0.109.0～11.753.35～4.252.2～3.12.5～4.00.30～0.500.0211.5～12.75————9701095BNi89P余量0.10————0.0610.0～12.0—————875875BNi76CrP余量0.1013.0～15.00.100.020.20.069.7～10.5——0.04——890890BNi65CrP余量0.1024.0～26.00.100.020.20.069.0～11.0—————880950BNi66CrPCu余量0.1013.0～15.00.100.020.20.069.7～10.5—9.0～11.0———860875Ni68CrSiP余量0.1021.0～23.06.0～7.00.10.50.163.5～4.5—————9801070BNi60CrPSi余量0.1027.5～32.03.8～4.20.10.50.065.5～6.5—————9801030BNi58CrSiP余量—28.0～30.06.0～7.0——0.105.5～6.5—————9901105BNi66MnSiCu余量0.10—6.0～8.0——0.060.02—4.0～5.021.5～24.5——9801010注1：表中单值为最大值，“余量”表示100%与其余元素含量总和的差值。
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王 刚 ，张秉刚 ，冯吉才 ，等．镍基高温合金 叶片焊接修 复技术的研究进展［Ｊ］．焊接 ，２００８（１）：２０—２３． 毛 唯 ，李晓红 ，程耀永 ，等．ＩＣ１０与 ＧＨ３０３９高温合金 的真空钎焊 ［Ｊ］．焊接 ，２００４（７）：１７—２０． 毛 唯 ，李 晓红 ，叶 雷．定 向凝 固 Ｎｉ３Ａ１基 高温合 金 ＩＣ６Ａ的真空钎 焊［Ｊ］．航空材料学报 ，２００６，２６（３）：１０３
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Ｎａｋａｈａｓｈｉ Ｍ ， Ｓｕｅｎａｇａ Ｓ， Ｓｈｉｒｏｋａｎｅ Ｍ ， ｅｔ ａ１． Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｌｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ ｂｏｎｄｉｎｇ ｆｏｒ Ｎｉ— ｂａｓｅ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ，Ｍ ａｒ— Ｍ ２４７
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钎焊专题 ｔ蜉
Ｋ４４７Ａ 镍 基 高 温 合 金 钎 焊 接 头 组 织 及 性 能
北京航 空材料 研 究 院（１０００９５） 李 鹏 叶 雷 程耀 永 毛 唯 吴 欣
摘要 采用 Ｃｏ４５ＮｉＣｒＷＢ和 Ｂ－Ｎｉ５４ＮｂＣｏＷＣｒＳ两种钎料对 Ｋ４４７Ａ镍基铸造高温合金进行 了高温真空钎焊试验并 做了后续热处理 。结果表明，两种钎料钎焊接头致密完整 ，性能 良好 ；钎焊接头 的高温拉伸性能 均都 达到母 材强度的 ６ｏ％ 以上 ；Ｃｏ４５ＮｉＣｒＷＢ钎料钎焊接头的高温持久性能要远好 于 Ｂ—Ｎｉ５４ＮｂＣｏＷＣｒＳ钎料钎焊接头的高温持久性能。
（３）就 高温拉 伸性 能而 言 ，两 种钎 料 钎焊 接 头都 达 到母 材强 度 的 ６０％ 以上 ；而在 高 温持 久性 能 方 面 ，１ 钎 料钎焊 接头 的持 久性 能要远 好 于 ２ 钎 料钎 焊 接 头高 温 持久性 能 。
参 考 文 献
Ｓｅｎｋｏｖ Ｏ Ｎ ，Ｍ ａｈａｆｆｅｙ Ｄ Ｗ ， Ｓｅｍｉａｔｉｎ Ｓ Ｌ， ｅｔ ａ１． Ｉｎｅｒｔｉａ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｗｅｌｄｉｎｇ ｏｆ ｄｉｓｓｉｍｉｌａｒ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ Ｍａｒ— Ｍ２４７ ａｎｄ
关 键 词 ： Ｋ４４７Ａ 钎 焊 性 能 中图分类号 ： ＴＧ４５４
０ 前 言
Ｋ４４７Ａ镍基铸 造 高 温合 金 是 复杂 合 金 化 的高 温 合 金 ，１ ０００ ｏＣ以上综合 性能 好 ，可 以用 于制造 航空 发动 机 导 向结构 件 以及 工业 用 重 型燃 气 轮机 导 向叶 片等 。在 Ｋ４４７合金 复杂结构导 向器及 其它零件 的制造 及修 复 中， 通 常会 涉及 到焊 接 问 题。Ｋ４４７含有 较 多 Ａｌ， 等 强 化 元 素 ，采 用熔焊或其它焊 接方法进行焊接 时 ，容 易 出现 热 裂纹 ，焊 后零部件服 役过 程 中的可靠 性差 ¨ 。采用 高 温
表 １ Ｋ４４７Ａ合 金 化 学 成 分 （质 量 分 数 。％ ）
试 验选 择 了两 种 高 温钎 料 ，分 别 为 自行研 制 的 钴 基钎 料 Ｃｏ４５ＮｉＣｒＷＢ（１ 钎 料 ）以及 镍 基 钎 料 Ｂ．Ｎｉ５４． ＮｂＣｏＷＣｒＳ（２ 钎 料 ）。对 于钎 焊来 说 ，为 了保证 钎 焊 接 头的高 温强 度 ，希 望钎 焊温 度 越 高越 好 ，在 较 高温 度 钎 焊 时，不仅 可 以选 择更 高熔 化温 度 的钎 料 ，以降 低 Ｂ等降熔元素含量 ，提高接头高温性能，同时也可以使 Ｂ等钎 料 中降 熔 元 素 扩 散 得 更 快 ，有 利 于接 头 性 能 的 提高。但温度越高 ，对 于母材 的高温持久性 能损 失越 大 。综 合 上 述 考 虑 ，并 与 Ｋ４４７Ａ合 金 的热 处 理 制 度 相
收 稿 日期 ：２０１５—１０—１６
配 合 ，Ｋ４４７Ａ合金 的真 空 钎 焊 温度 选 择 在 １ ２３０ ｏＣ，保 温 时 间 １ ｈ，部分 钎焊 试样 后续 进 行 与母 材 热 处理 制 度 相 同的全套 热处 理 。针对 焊 态 和 热处 理 态 的 不 同钎 料 钎 焊接 头 ，利用 扫 描 电镜 和 电子 探 针 对 钎 焊 接 头 组 织 形貌和相成分做了分析 ，并对 １ ０００ ｏＣ拉伸强度和 ９８０ ｏＣ／１２０ ＭＰａ持久寿命进行 了力学性能测试。
真 空钎焊方法 可以避 免焊接 热 裂纹 的产生 ，同时高 温钎 焊接 头高温性 能优 良 ，在 现代 航 空发 动 机要 求 的高 推重 比发 展趋势下 ，具 有很高 的应用 价值 。
１ 航 空 材 料 研 究 院 研 究 出 的 Ｋ４４７Ａ镍基高温合金 ，成分见表 １，部分室温高温性能见 表 ２ 。Ｋ４４７Ａ合金 固溶 时效热处 理制度 为 ：１ ２３０￣Ｃ／２ ｈ，空冷 ＋１ １００￣Ｃ／４ ｈ，空冷 ＋８７０￣Ｃ／２０ ｈ，空冷 。
表 ４ Ｂ—Ｎｉ５４ＮｂＣｏＷＣｒＳ（２ 钎料 ）钎焊接头 高温性 能
后 长大且 向边 界迁移 ，影 响力学 性 能 。
３ 结 论
（１）采 用 Ｃｏ４５ＮｉＣｒＷＢ（１ 钎 料 ）和 Ｂ．Ｎｉ５４ＮｂＣｏＷＣｒＳ （２ 钎 料 ）在 １ ２３０℃／１ ｈ制 度下 钎 焊 Ｋ４４７Ａ合 金 ，可 与母 材发 生一定 冶金 反应 形成致 密完 整 的钎焊 接头 。
（２）经 过热 处 理 ，钎 焊 街 头 组 织 发 生 变 化 ：１ 钎 料 焊缝 白色 块 状 碳 化 物 相 逐 渐 扩 散 消失 于 焊 缝 和 母 材 中 ；２ 钎 料焊 缝 的 白色条 状 相长 大 ，分 布 于 焊缝 和机 体 的边 界 ，且 热处 理使得 接头 性能 降低 。
２ 试 验结 果及 讨论
２．１ 钎 焊接 头组织 从图 １～２中两种钎料 的焊态接头形貌来看 ，两种
钎焊 接头 致 密完 整 ，ｌ 钎 料 钎 焊 焊 缝 较 ２ 钎 料 接 头 要
２０１６年第 ３期 ｌ１
二 ］ Ｊ Ｊ
— 钎焊专题 俘 搭
表 ３ Ｃｏ４５ＮｉＣｒＷＢ（１ 钎料 ）钎焊接头 高温 性能