HastelloyC22化学成分
HastelloyC22概述
HastelloyC22是全能的镍铬钼钨合金，比其他的现有的镍铬钼合金拥有更好的总体抗腐蚀性能，包括HastelloyC、C4合金以及合金。
TLP扩散焊过程非对称性分析在异种材料的TLP扩散焊中经常会出现扩散非对称性，即连接界面向一侧母材偏移的现象。图3-6为℃/2h参数下IC10/BNi2/GH接头的界面组织照片，由图可以看出，接头中未出现EZ区，说明接头已经实现了良好的等温凝固，形成了良好连接的接头，而且ISZ区与两侧DZ区存在较为明显的界面，ISZ由左右两侧垂直生长的大块而均匀的晶粒构成，连接界面比较明显而且较为平直，由图可以看出，接头连接界面与ISZ区两侧边界距离不一样，连接界面向GH高温合金一侧偏移，这种现象的出现就是扩散非对称性的直接表现。扩散非对称性的出现是由降熔元素在两侧母材中的扩散速率不同直接导致的。
对接头进行线扫描，线扫描的方式如图3-7中白线所示，选择Si元素为扫描元素，因为IC10单晶合金中不含Si元素，而GH高温合金中只含有极少量的Si元素，只有中间层含有较大量的Si元素，扫描结果如图3-10所示。由线扫描结果可以看出，虽然在焊接前GH高温合金中含有极少量的Si元素而IC10单晶合金中不含有Si元素，但是在焊接后，Si元素的分布变化较大，呈现出明显的不均匀。GH高温合金一侧DZ区的Si含量依旧很少，而ISZ区和IC10单晶合金一侧的DZ区中的Si含量明显高于GH高温合金一侧DZ区的含量。由此可以看出，在TLP扩散焊过程中，Si的扩散方向并不是均衡地向两侧母材中扩散，而是选择性地向IC10单晶合金一侧扩散。发生降熔元素选择性的向一侧母材扩散的原因是：由于IC10单晶合金与GH高温合金母材成分及晶体类型的差异，导致Si元素在两种母材中的扩散速率不同。在本体系中，Si元素在IC10单晶合金中的扩散系数应远大于在GH高温合金中的扩散系数，结果导致大量的Si元素向IC10单晶合金中进行扩散，造成最后Si元素在接头中不对称分布。降熔元素在接头中的不对称分布会导致中间层液相在两侧的凝固速率不同，直接导致接头的连接界面向一侧母材偏移。
工艺参数对接头界面组织的影响
在TLP扩散焊中，工艺参数对接头的界面组织具有十分重要的影响。为了研究工艺参数对IC10/BNi2/GH接头界面组织的影响，本文开展了两组对比试验，分别研究了焊接温度及保温时间对接头界面组织的影响。
焊接温度对接头界面组织的影响试验首先研究了焊接温度对接头界面组织的影响，选择的工艺参数为：焊接温度为℃、℃、℃和℃，保温时间为2h。图3-8为℃/2h参数下得到的IC10/BNi2/GH接头的界面组织，对比图3-1可以看出，两组参数下的接头界面组织存在较大差异。℃/2h参数下得到的接头中没有出现EZ区，实现了比较好的等温凝固；在ISZ区内靠近IC10单晶合金一侧出现了不连续的大小不一的白色块状组织；由于焊接温度较低，GH高温合金一侧的DZ区晶内及晶界出现了许多颗粒状及棒状化合物，与ISZ区和BM区出现了比较明显的界线，但是这些化合物在℃/2h的接头中未观察到。
对图3-8中各标注物质进行了能谱分析，表3-2给出了各点的能谱分析结果。同样对接头进行了微区XRD分析，分析结果如图3-9所示。
由能谱分析结果可知，GH高温合金一侧的DZ区内的化合物均富含元素Ni
和Cr，由接头的非对称性分析可知，降熔元素Si选择性地向IC10单晶合金一侧大量扩散，而几乎不往GH高温合金一侧扩散，故在GH高温合金一侧生成硅化物的可能性不大，结合XRD分析可以认为，这些物质应为富Cr的硼化物。由于焊接温度较低，这些由于降熔元素B扩散进入GH高温合金母材而形成的硼化物相没有能够在后续的等温凝固过程中消失，残留在接头中。接头中靠近IC10单晶合金一侧的ISZ区中出现的白色块状组织中含有较多的Ni、Al、Hf和Ta，结合XRD分析认为，此白色块状组织应为包覆着HfC的Al4Ni15Ta。这是由于TaC在℃~℃区间内会发生剧烈的分解，而HfC很稳定，在很高的温度下都不会发生分解，而℃的焊接温度正好在TaC剧烈分解的温度区间内，所以在焊接过程中，由于IC10单晶合金母材在靠近界面处发生了部分熔化，母材中的TaC和HfC组织进入液态中间层，其中的TaC发生剧烈的分解，但分解后的原子由于焊接温度较低尚未进行充分扩散就与液态中间层中的Ni、Al元素反应生成Al4Ni15Ta，同时由于HfC不分。
焊接
镍基合金焊接熔池十分黏稠且熔深浅，增大焊接电流不能明显改善金属的流动性和增大熔深。
与焊接碳钢、不锈钢通常形成的凹形焊道不同，镍基合金的焊道表面要求呈凸形，以防止出现结晶裂纹。第一层根部焊道可能会出现结晶开裂，可采取小电流多填丝的方法消除。
手工钨极氩弧焊操作时，填充焊丝的卷入不应直接浸入熔池，应使填充焊丝位于钨极的前方边熔化边送进，焊丝端头要始终处于氩气保护之中。熄弧时要多填加些焊丝，使焊道厚度增大。
由于镍基合金的特性及焊接电流的限制，焊接速度较慢，要求焊工有耐力和耐性。
手工钨极氩弧焊焊接镍基合金时，不论打底焊还是层间、盖面焊接，工件背面一定用氩气进行保护，防止材料氧化。
