GH3230合金薄板填丝钨极氩弧焊接接头组织稳定性

作者：admin 发布时间：2024-10-28 14:56点击：

GH3230合金介绍

GH3230是一种固溶强化型镍基高温合金，因其卓越的高温性能而广泛应用于航空航天、石油化工及核工业等领域。该合金主要由Ni、Cr、W等元素构成，并添加了高熔点的固溶强化元素如Cr、W、Mo等，这些元素与C原子结合形成碳化物，作为第二相强化，显著提升了合金的抗高温蠕变、高温持久性能以及高温抗氧化性能。此外，GH3230合金还表现出良好的焊接性能和机械加工性能，使其成为制造高温结构部件的理想材料，如先进航空发动机的涡轮叶片、燃烧室部件，以及石油化工设备中的反应器和换热器等。

GH3230合金薄板填丝钨极氩弧焊接头的组织稳定性

GH3230合金薄板在填丝钨极氩弧焊过程中，焊接接头的组织稳定性是确保焊接构件在高温环境下长期服役性能的关键。焊接接头的显微组织演变，特别是碳化物的稳定性、分布和形态变化，对焊接板材的高温力学性能具有重要影响。
焊接后，焊缝的显微组织主要由急冷凝固结晶形成的欠发达树枝晶铸态组织构成，而焊接接头热影响区则呈现出由粗晶和细晶区组成的亚稳过饱和奥氏体组织。这种组织状态在高温长期服役过程中，会受到热暴露温度和时间的显著影响。
随着热暴露温度的升高和时间的延长，焊接接头显微组织中的M₂₃C₆型和M₆C型碳化物会发生一系列变化。合金元素W或Cr在碳化物中的固溶度会发生变化，从而影响碳化物的稳定性。此外，碳化物的粗化速率也会显著增加，特别是在焊接接头中，M₂₃C₆型碳化物的粗化速率较母材中该类型碳化物的粗化速率更为显著。
在长期热暴露过程中，焊缝与热影响区显微组织中还会发生碳化物间的退化反应。这种扩散型相变不仅改变了碳化物的类型、数量、尺寸和形貌，还改变了其位置分布。这些变化对合金的力学性能产生了重要影响，可能导致焊接板材高温力学性能下降及变形断裂的发生。
因此，对于GH3230合金薄板填丝钨极氩弧焊接头，需要深入研究其组织稳定性，特别是碳化物的演变规律，以优化焊接工艺，提高焊接接头的高温力学性能，确保焊接构件在高温环境下的长期服役性能。

结论

(1) GH3230合金薄板经填丝钨极氩弧焊接后，焊缝显微组织为欠发达的树枝晶铸态组织，热影响区则为亚稳过饱和的奥氏体组织。
(2) 热暴露温度和时间的增加会导致焊接接头显微组织中M₂₃C₆型和M₆C型碳化物的固溶度变化，进而影响碳化物的稳定性。
(3) 长期热暴露下，GH3230合金焊接接头中M₂₃C₆型碳化物的粗化速率显著加快，较母材中同类碳化物更为显著。
(4) 焊缝与热影响区显微组织中碳化物间的退化反应改变了碳化物的类型、数量、尺寸、形貌及位置分布，对合金力学性能产生重要影响。

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