GH2132是一種沉淀強(qiáng)化型高溫合金，在650 ℃以下具有高的屈服強(qiáng)度、持久強(qiáng)度和蠕變性能，適合制造在650 ℃以下長(zhǎng)期工作的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫承力部件，如渦輪盤、壓氣機(jī)盤、轉(zhuǎn)子葉片等[1-5]。

在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常需要將GH2132的零件焊接以構(gòu)成大型復(fù)雜部件。但實(shí)踐證明，沉淀型合金的焊接性均不是太好，在焊接時(shí)具有很大的熱裂傾向，GH2132也是如此[6-8]。其在焊接時(shí)，焊縫部位除了易發(fā)生結(jié)晶裂紋外，還易出現(xiàn)液化裂紋和再熱裂紋。其主要原因是合金元素復(fù)雜，溶解度有限的元素易在晶界處形成低熔點(diǎn)物質(zhì)，同時(shí)該合金對(duì)某些雜質(zhì)元素引起的強(qiáng)度和韌性下降也很敏感，如S、P、Pb、Bi等[9]。

在實(shí)際生產(chǎn)中，需要在GH2132結(jié)構(gòu)件表層進(jìn)行堆焊，鎢極氬弧焊（TIG）是目前焊接GH2132常用的方法。本實(shí)驗(yàn)通過分析GH2132板材堆焊層的組織，研究了GH2132板材堆焊過程中的凝固行為和組織變化，并對(duì)GH2132焊材的焊接性能以及焊接工藝進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

1. 實(shí)驗(yàn)方法

堆焊母材為厚度6 mm的GH2132板材，焊材為?1.6 mm的實(shí)心焊絲，化學(xué)成分如表1和表2所示。焊接參數(shù)如表3所示。

堆焊完成后取樣，用光學(xué)顯微鏡（OM）和掃描電鏡（SEM）觀察了焊層橫截面組織。又對(duì)焊層取樣做了拉伸和彎曲實(shí)驗(yàn)，觀察并分析了拉伸斷口。

2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 宏觀裂紋檢測(cè)

平板單道堆焊焊層如圖1所示，目視檢測(cè)無宏觀裂紋。

又對(duì)焊層進(jìn)行了X射線探傷，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 3323.1—2019“焊縫無損檢測(cè)——射線檢測(cè) 第一部分：X和伽瑪射線的照片技術(shù)”，探傷結(jié)果為I級(jí)合格。

2.2 焊層組織分析

圖2為焊層的橫截面組織，包括焊縫區(qū)、母材區(qū)、和熔合區(qū)。經(jīng)觀察，整個(gè)焊縫區(qū)包括周圍組織無裂紋。焊縫區(qū)呈柱狀晶組織，內(nèi)有枝晶。柱狀晶的生長(zhǎng)方向如圖2(a)箭頭所示。這反映了當(dāng)前位置凝固時(shí)的溫度梯度。母材組織是較均勻的等軸晶，有零星析出相存在。熔合過渡區(qū)如圖2(c)所示，方框?yàn)槿酆暇€位置。熔合線上方為焊縫區(qū)，下方為母材區(qū)。相較于焊縫區(qū)和母材區(qū)，熔合線上的析出相密集且尺寸更大。此狀態(tài)對(duì)焊縫韌性不利。密集的大尺寸析出相易成為裂紋源及裂紋的快速擴(kuò)展通道。