研究目的
对经过特定选定的焊前和焊后热处理的激光束焊接GTD-111合金进行微观结构研究,以更好地理解导致该合金热影响区开裂的因素,这对于制定更好的工艺来防止或最小化该合金焊接过程中的开裂至关重要。
研究成果
研究表明,GTD-111高温合金中的液化裂纹与γ′相、MC碳化物、枝晶间γ-γ'共晶的成分液化以及富铬硼化物的熔化有关。在特定热处理条件下可实现无裂纹焊接。熔合区硬度高于热影响区和母材区,这影响了液化裂纹敏感性。该发现对制定更优的GTD-111高温合金焊接工艺至关重要。
研究不足
该研究聚焦于特定的热处理循环和焊接参数,可能未涵盖影响GTD-111高温合金可焊性与裂纹形成的所有可能条件。机械性能与裂纹敏感性评估均在受控条件下进行,实际应用中的工况可能有所不同。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用Nd:YAG脉冲激光焊接工艺对GTD-111镍基高温合金进行多种焊前/焊后热处理循环试验,以探究液化裂纹、凝固裂纹及应变时效裂纹。
2:样品选择与数据来源:
使用特定化学成分的GTD-111合金,根据其固相线温度及其他有效相的固溶热处理温度设计多组热处理循环。
3:实验设备与材料清单:
配备五轴数控工作系统的Nd:YAG脉冲激光加工系统、纯氩?;て澹约氨曜蓟蹬坠庵蒲鞒?。
4:实验步骤与操作流程:
在特定参数(包括激光光斑半径、平均功率、焊接速度、频率、脉宽、焦距及光斑尺寸)下实施焊接。制备金相试样并进行腐蚀处理,通过光学显微镜和场发射扫描电镜进行表征分析。
5:数据分析方法:
利用场发射扫描电镜和ImageJ软件测量各焊件截面的总裂纹长度以评估液化与凝固裂纹程度,通过拉伸试验和显微硬度测试评估力学性能。
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获取完整内容-
Nd:YAG pulsed laser processing system
Used for welding the GTD-111 nickel-based superalloy with various pre- and post-weld heat treatment cycles.
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Pure argon
Used as the shielding gas during the welding process.
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Optical microscope
Used for characterizing the metallographic samples.
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FESEM
Used for characterizing the metallographic samples and measuring the extent of liquation and solidification cracks.
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Image j software
Used for measuring the total crack length in sections of each welded specimen.
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Vickers pyramidal indenter
Used for conducting micro hardness tests.
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