導(dǎo)言

GH3230高溫合金是我國新研制的一種鎳基變形高溫合金，其化學(xué)成分簡略，具有高強(qiáng)度、可焊接、抗氧化等特色，首要用于制作發(fā)動機(jī)燃燒室的混合器。1956年，我國研制成功了用于航空渦輪發(fā)動機(jī)燃燒室和加力燃燒室的第種高溫合金GH3030，跟著我國航空發(fā)動機(jī)的開展，對其高溫力學(xué)功能的要求也逐步提高。GH3230高溫合金是在GH3030合金的基礎(chǔ)上，加人了較多的鎢進(jìn)行固溶強(qiáng)化開展來的，具有史高的使用溫度和史好的高溫力學(xué)功能.在航空工業(yè)中，高溫合金首要用于渦輪發(fā)動機(jī)的高溫構(gòu)件，如燃燒室、渦輪盤和片、機(jī)匣、擴(kuò)散器和加力燃燒室等，執(zhí)役狀態(tài)下這些構(gòu)件通常呈現(xiàn)高溫拉伸和高溫蠕變破壞，而這些破壞經(jīng)常是構(gòu)件開裂失效的首要原因.這類高溫構(gòu)件經(jīng)營需要選用各種不同的焊接工藝進(jìn)行連接，不同工藝的焊接接頭其高溫力學(xué)功能也會不同，國內(nèi)外研究學(xué)者也對此進(jìn)行了相關(guān)研究40，但是GH3230高溫合金在這方面的研究幾乎沒有，缺少相應(yīng)的根本功能參數(shù)。因而，作者選用鎢極氬弧焊對GH3230高溫合金進(jìn)行焊接，并研究了焊接接頭的顯微安排和高溫功能。

試樣制備與實驗辦法

實驗材料為冷軋并經(jīng)規(guī)范固溶熱處理的GH3230高溫合金板材，其化學(xué)成分如表1所示，板厚為0.8mm。焊接用焊絲為HGH 3230專用焊絲，直徑為2.0~2.5mm。選用鎢極氬弧焊進(jìn)行焊接，鎢極直徑為2.0~2.5mm，焊接電流為80~90A，維護(hù)氣體(氬氣) 流量為12~15L·min-。

焊后接頭進(jìn)行固溶熱處理：真空(1.5×10Pa)中(1120士10) C下保溫10~15min， 然后空冷。最后進(jìn)行沖壓校形。帶焊縫的高溫拉伸試樣、高溫蠕變試樣的形狀及尺度共同，如圖1所示。另對母材也進(jìn)行了同樣的高溫實驗，試樣的形狀及尺度與帶焊縫的試樣相同。按航空規(guī)范HB5195-1995《金屬高溫拉伸試

驗辦法》在CSS 2910型拉伸蠕變實驗機(jī)上對焊接接頭和母材進(jìn)行高溫拉伸實驗，焊縫坐落試樣中間，

實驗溫度為927℃。按航空規(guī)范HB5151-1996金屬高溫拉伸蠕變實驗辦法》在CSS-2910型拉伸

蜻變實驗機(jī)上對焊接接頭進(jìn)行高溫蠕變實驗，焊縫坐落試樣中間，?實驗溫度為927C， 應(yīng)力為62MPa。

以上測試成果均取6次平均值。選用日立S-570型掃描電鏡(SEM) 觀察拉伸斷口的描摹； 選用JSM-6360LV型光學(xué)顯微鏡觀察焊接接頭的顯微安排， 所用腐蝕劑為HCI、H NO、H，O體積比為10：1∶10的溶液。

2 實驗成果與評論

2.1

高溫功能

從表2中能夠看出，GH3230高溫合金氬弧焊接接頭的高溫抗拉強(qiáng)度略低于母材的，斷后伸長率和斷面縮短率雖然比母材的低，但仍較高，GH3230高溫合金氬弧焊接接頭在高溫下的蠕變壽命略高于母材的，約為同等條件下母材的116%，高溫蠕變試樣的開裂位置坐落近熔合區(qū)的熱影響區(qū)，這闡明焊接接頭的強(qiáng)度與母材的相近

2.2斷口描摹

實驗發(fā)現(xiàn)GH3230高溫合金母材及氬弧焊接接頭試樣在高溫拉伸及高溫蠕變時均有頸縮現(xiàn)象，并且母材的頸縮現(xiàn)象更為顯著。表2中數(shù)據(jù)也反映了這一點，母材和焊接接頭的斷面縮短率均大于斷后仲長率，闡明母材和焊接接頭在高溫拉伸中均有頸縮現(xiàn)象.從圖2中能夠看出，GH3230高溫合金氬弧焊接接頭的高溫拉伸試樣斷口描摹與母材的根本相同，都為深韌窩，屬韌性開裂。

3 結(jié) 論

(1)GH3230高溫合金氬弧焊接接頭在927C下的抗拉強(qiáng)度為244MPa.與母材的相當(dāng)， 且它們的塑性也較接近：母材與接頭的高溫拉伸斷口均為深韌窩描摹。層之間的粘著效應(yīng)引起的剪切開裂的成果，材料遷

移并不顯著，表明涂層磨損以粘著磨損機(jī)理為主，處于細(xì)微粘著磨損。PCPS與傳統(tǒng)軟質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)固體光滑材料如石墨、二硫化鉬等不同，它是一種呈圓球形、內(nèi)部高度交聯(lián)的硬質(zhì)聚磷腈衍生物，具有較高的強(qiáng)度，在涂層中以點接觸完成高承載，使得粘著沖突阻力減小，同時提供抗粘著磨損功效，從而下降磨損。另一方面PCPS微球的填充對環(huán)氧樹脂基體起到增強(qiáng)效果，提高了涂層抗塑性變形的才能，使鋼環(huán)沖突副與環(huán)氧樹脂之間的粘著效果削弱，起到減摩耐磨的效果。此外， PCPS微球規(guī)則的圓球外形和較高的強(qiáng)度在沖突初期充當(dāng)了相似“翻滾體”的角色，必定程度上發(fā)揮了減摩效果.

3 結(jié) 論

(1)以六氯環(huán)三磷腈為原料組成得到粒徑為493nm、大小均勻、呈圓球規(guī)則形狀的非晶狀聚三磷腈-砜微球，其對環(huán)氧樹脂填充量不超過3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時渙散均勻，未見團(tuán)聚。

(2)聚環(huán)三磷腈-砜微球使環(huán)氧樹脂涂層的沖突因數(shù)和磨損量均明顯下降， 并隨PCPS含量的增多呈先下降后略微增大的規(guī)則； PCPS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時，復(fù)合涂層的沖突因數(shù)最低，約為0.37，比純環(huán)氧樹脂涂層下降近一半，磨損量也最低，達(dá)1.8×10-mm，僅為純環(huán)氧樹脂涂層的40%。

(3)聚環(huán)三磷腈-砜微球/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層的滑動磨損以粘著磨損機(jī)理為主。