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上海交通大学:半时效热处理对FGH96粉末冶金高温合金惯性摩擦焊接头组织和性能的影响

论论资讯 | 2023-03-01 2热度

Metals

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Effect of Semi-Aging Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of an Inertia Friction Welded Joint of FGH96 Powder Metallurgy Superalloy

Han X.; Zhu G.; Tan Q.; Sun B.

Published:2023-03-01
DOI:10.3390/met13030632

研究背景

现在社会上有很多需要使用高性能合金的领域,比如航空航天、能源、汽车等。而粉末冶金合金是一种常见的高性能合金,但是它们的焊接性能不佳,需要进行热处理来提高性能。然而,目前热处理方法并不完美,需要进一步研究来改进。

研究内容

本研究通过对FGH96粉末冶金合金进行了惯性摩擦焊接,并在焊接后进行了半时效热处理。使用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射、硬度和拉伸试验等方法,研究了焊接后的微观组织、残余应力、显微硬度和拉伸性能的变化。结果表明,半时效热处理不会影响基材的晶粒尺寸或晶粒形态,但是可以进一步促进焊接区和过渡区的再结晶过程。同时,在焊接后进行相同的热处理,焊接接头的晶粒尺寸得到了细化,残余应力也得到了显著的减小。在γ'相的协同强化作用下,半时效热处理将焊接接头区的显微硬度从470 HV提高到了530 HV,并且提高了室温下的平均拉伸强度118 MPa。

研究意义

本研究提出了一种新的热处理方法,可以有效地提高粉末冶金合金的焊接性能。这个方法可以为选择镍基粉末冶金高温合金的惯性摩擦焊接后的热处理方法提供参考。此外,本研究还揭示了焊接接头的微观组织和力学性能之间的关系,为更好地理解焊接接头的性能提供了一定的帮助。

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