鎳基合金管的裂紋出現(xiàn)的原因不同,具體怎么處理應(yīng)該結(jié)合裂紋類型、產(chǎn)生階級(jí)以及工藝環(huán)節(jié)采取針對(duì)性措施。
鎳基合金管的裂紋常見的分為三種類型:
一種是焊接缺陷,焊接過程中雜質(zhì)殘留(如S、P、Zn等)易形成低熔點(diǎn)共晶,導(dǎo)致凝固裂紋;收弧時(shí)應(yīng)力集中易引發(fā)收弧裂紋。一種是熱處理不當(dāng),退火溫度控制偏差(如過高或快速冷卻)可能引發(fā)晶界液化裂紋;固溶處理冷卻速率不足導(dǎo)致碳化物析出,增加晶間腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。還有一種是增材制造/熔覆工藝缺陷,激光熔覆中熱應(yīng)力集中易誘發(fā)液化裂紋或延性傾角裂紋;凝固收縮應(yīng)力超過材料強(qiáng)度時(shí)形成熱裂紋。
在知道原因后,采取相應(yīng)的處理方法。
1.已產(chǎn)生裂紋的修復(fù)
?熔焊修復(fù)技術(shù)?:采用鎢極氬弧焊(GTAW)進(jìn)行補(bǔ)焊,優(yōu)先選擇直流正接以減少熱輸入;使用高純度氬氣保護(hù),必要時(shí)添加He或H?混合氣體提升熔池流動(dòng)性。
?裂紋區(qū)域預(yù)處理?:徹底清理裂紋周邊區(qū)域,使用丙酮或?qū)S们逑磩┤コ臀奂把趸铮粰C(jī)械打磨去除裂紋末端尖銳區(qū)域,降低應(yīng)力集中。
2.工藝參數(shù)優(yōu)化
焊接工藝調(diào)整:采用分層焊接,錯(cuò)開起弧/收弧位置,每層焊接角度控制在380°-390°以減少殘余應(yīng)力;控制層間溫度≤50℃,避免熱積累引發(fā)二次裂紋。
熱處理改進(jìn):退火處理優(yōu)先選擇1065℃以下高溫入爐+快速升溫工藝,抑制晶界裂紋擴(kuò)展;固溶處理后增加穩(wěn)定化退火(如850-900℃保溫),促進(jìn)碳與Ti/Nb結(jié)合形成穩(wěn)定碳化物。
3.材料改性策略
合金成分優(yōu)化?:添加1 wt.% Zr形成連續(xù)Ni??Zr?枝晶間液膜,通過液態(tài)回填緩解熱應(yīng)力,可完全消除激光熔覆裂紋。
微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控?:通過時(shí)效處理優(yōu)化析出相分布,減少晶界脆性相聚集。
最后對(duì)于鎳基合金管的裂紋,可通過焊前處理(蒸汽脫脂和白綢布擦拭)、工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化(增材制造時(shí)采用計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測熱應(yīng)力分布)和設(shè)備升級(jí)(真空爐或感應(yīng)加熱爐進(jìn)行熱處理)進(jìn)行預(yù)防!
華田特材
HUATIAN SPECIAL MATERIALS
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