耐磨鋼板快速凝固區主要是由接頭中心的硼化物、γ和γ’相的三元共晶,及靠近等溫凝固區的γ和γ’相二元共晶組成。快速凝固區可以通過延長保溫時間的方法予以消除。TLP擴散焊過程對基體組織有重要影響。隨著焊接溫度升高、焊接時間延長,基體內的γ’相尺寸增加。為了提高N5單晶高溫合金耐磨鋼板過渡液相(TLP)擴散焊接頭的力學性能,采用掃描電鏡(SEM)和能譜分析儀(EDS)研究接頭微觀組織,以及TLP擴散焊過程中基體組織的變化。結果表明,接頭由連接區和基體區所組成,未發現明顯的擴散區特征。連接區由等溫凝固區和快速凝固區組成。

隨著保溫時間的延長,焊接缺陷減少,界面連接區厚度增加,釬料合金區中球形Ni-Co固溶體尺寸增大,脆性化合物相數量減少,接頭在1143 K的抗拉強度由198.5 MPa提高至580 MPa.高溫拉伸耐磨鋼板試樣的斷口觀察表明:斷裂發生在焊縫處,為混合斷裂模式,保溫時間延長可提高焊縫與母材的界面結合強度,控制脆性化合物相的形成,改善接頭的高溫力學性能.綜合考慮耐磨鋼板接頭的組織和性能,最佳保溫時間約為180 min.

利用SEM,EPMA和TEM,觀察了在1453 K Co-Ni-Si-B釬料釬焊的DD5鎳基單晶高溫合金耐磨鋼板接頭的顯微組織,分析保溫時間變化對接頭顯微組織和力學性能的影響,并深入討論接頭的形成機制.結果表明:接頭主要由耐磨鋼板釬料合金區、界面連接區和元家擴散區3個區域組成. 耐磨鋼板釬料合金區位于焊縫中央,由Ni-Co固溶體、M3B2型硼化物、CrB和Ni-Si化合物構成;與之相鄰為界面連接區,主要為等溫凝固形成的Ni-Co固溶體組織;元素擴散區位于界面連接區與母材之間,由γ相、γ′相和元素互擴散形成的顆粒狀M3B2構成.

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