汽轮机转子用镍基合金/耐热钢异种焊接接头组织及性能研究

摘要

采用GTAW焊接方法进行了4762镍基高温合金的对接焊接,并对4762镍基高温合金板材与1Cr10Mo1NiWVNbN耐热钢(12Cr钢)板材进行异种金属对接焊接,对接头的微观组织、力学性能及失效机理作了分析。拉伸试验结果表明,4762合金同种接头的室温抗拉强度达到1137 MPa,4762/12Cr异种焊接接头的室温抗拉强度达到827 MPa,室温接头拉伸试样的断裂位置都位于焊缝区。异种接头高温拉伸试样均断裂于12Cr母材,焊缝及热影响区强度大于12Cr母材。微观组织分析结果表明,焊缝组织为γ-Ni奥氏体基体和晶界及晶内分布的析出相颗粒,主要为碳化物。而4762侧热影响区微观组织为γ-Ni奥氏体基体+γ′强化相+尺寸较大的二次碳化物颗粒,可以看到大量退火孪晶的存在。采用较小的焊接电流进行堆焊及对接焊,严格控制层间温度,减小焊接热输入,降低了熔合区及部分熔融区形成液化裂纹的趋势,接头的4762合金侧未观察到液化裂纹现象。异种接头的显微硬度值范围为218~371 HV,其最小值出现在焊缝顶层位置,最大值出现在4762合金侧的热影响区。