第37卷第4期 2016年4月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.37 April
DD6/FGH96线性摩擦焊接头组织及性能
季亚娟，张田仓，郭德伦，李菊（中航工业北京航空制造工程研究所，北京100024）
No.4 2016
摘要：文中针对航空发动机涡轮盘的典型材料DD6单晶和FGH96粉末合金材料，开展了异种材料线性摩擦焊工艺研究.研究了DD6/FGH96的可焊性，并对DD6/FGH96线性摩擦焊接头进行了组织观察和力学性能测试结果表明，焊接后FGH96侧组织有明显变形区，而DD6侧组织变形不明显.两种材料焊缝区的"相均发生了溶解，
而且尺寸也发生变化.拉伸测试结果表明，断裂均发生在DD6单晶侧.接头抗拉强度可与DD6单晶母材相当关键词：单晶；粉末合金；线性摩擦焊
中图分类号：TG453
文献标识码：A
0序言
文章编号：0253360X(2016)04-0111-04
750℃工作条件下，满足高推比、高燃效发动机使用要求的涡轮盘、环形件和其它热端部件的关键材
线性摩擦焊是一项固相连接技术，在整体叶盘制造上有独特的优势，如焊缝区为锻造组织，性能良好，焊接过程能实现自动控制，能够节约大量贵重金属等.国外已经将该技术用于钛合金整体叶盘的制造，并已装备F119,EJ200.F120，F135等型号的发动机.传统DD6单晶叶片和FGH96粉末合金盘是通过样头连接，连接部位易磨损，产生逸流损失．国外有关单晶和粉末材料线性摩擦焊的文献比较少，只有英国Karadge对单晶线性摩擦焊以及加拿大OLA 对单晶和多晶的线性摩擦焊进行探索性研究．文中拟开展DD6单晶和FGH96粉末合金线性摩擦焊探
索研究，并对接头进行组织分析和拉伸性能测试 1试验方法
试验选用材料为发动机涡轮盘常用的DD6单晶和FGH96粉末合金，名义化学成分见表1和表2， DD6是国内的第二代镍基单晶高温合金，具有高温强度高、综合性能好、组织稳定及铸造工艺性能好等优点，该合金适合于制作1100℃以下工作的具有复杂内腔的燃气涡轮工作叶片等高温零件1. FGH96粉末合金名义化学成分见表2，是采用粉末冶金工艺制备的损伤容限型第二代粉末高温合金，与第一代粉末高温合金相比，FGH96降低了相含量，调整了晶粒尺寸，适当降低了强度水平，提高合金抗裂纹扩展性能.FGH96镍基高温合金是当前
收稿日期：2014-07-22
料2]
表1DD6单晶化学成分（质量分数，%）
Chemical compositions of DD6 superalloy
Table1
Co 8.59.5 Re 1.6 2.4
7.09.0 Mo 1.52.5
Ta 6.08.5 Nb 0 -1.2
Al 5.2-6.2 Hf 0.05 0.15
Cr 8-8 Ni 余量
表2FGH96粉末合金的化学成分（质量分数，%）
Table2 Cr
Chemical compositions of FGH96 superalloy
Co
15.5 16.512.5 13.5
Nh 0.6-1.0
Al 2.02.4
w 3.8-4.2 T
Mo 3.84.2 Zr
3.5-3.90
0.025~0.05
Ta 0.2 Ni 余量
DD6单晶和FGH96粉末高温合金：待焊试样尺寸为50mm×25mm×12.5mm，其中焊接面积为 25mm×12.5mm.焊接时单晶夹持于振动侧.粉末合金夹持于移动侧：焊接后，截取金相试样和拉伸性能试样，按照标准方式进行金相试样制备，采用草酸溶液进行电解腐蚀，在Leica600金相显微镜和 Quanta250场发射环境扫描电镜进行组织观察，并按照相关标准进行拉伸试样加工和性能测试
试验结果及分析 2.1接头形貌
焊接时，按照图1进行试样装夹，左侧为DD6 单晶材料．与钛合金线性摩擦焊不同，焊接过程中