Zakres kruchości wysokotemperaturowej złączy spawanych stopu Inconel 625

Abstrakt

Stopy niklu ze względu na dobre właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach, wysoką odporność na pełzanie oraz odporność na utlenianie znalazły zastosowanie m.in. w przemyśle energetycznym i lotniczym. Głównym problemem podczas spawania tych stopów są pęknięcia gorące, które mogą wystąpić zarówno w spoinie jak i strefie wpływu ciepła. Dyskwalifikują one złącze spawane do użytkowania i o ile to możliwe, wymagają naprawy. Za główną przyczynę pękania gorącego uważa się obniżenie plastyczności metalu w zakresie kruchości wysokotemperaturowej (ZKW) oraz odkształcenia złącza spawanego podczas spawania. Szerokość zakresu kruchości wysokotemperaturowej zależy od właściwości materiału oraz warunków spawania, tj. parametrów spawania, geometrii złącza, cyklu cieplnego, kształtu i sztywności konstrukcji. W pracy wykonano technologiczną próbę transvarestraint, która umożliwiła wyznaczenie zakresu kruchości wysokotemperaturowej stopu Inconel 625 oraz wskaźników odporności materiału na pękanie gorące: progu pękania, krytycznej prędkości odkształcenia i krytycznej temperaturowej intensywności odkształcenia. W celu określenia mechanizmu pękania gorącego przeprowadzono badania metalograficzne i fraktograficzne na podstawie których stwierdzono, że pękanie gorące przebiega w zakresie temperatur ZKW w wyniku rozerwania cienkiej warstewki cieczy po granicach kryształów narastających w spoinie. 

Range of high-temperature embritlement for Inconel 625 welded joint 

Abstract

Nickel alloys, due to their good mechanical properties in elevated temperature, high creep resistance and oxidation resistance, are used in power and aircraft industries. The main difficulty during welding of nickel alloys are hot cracks, which can appear in weld and heat affected zone. Hot cracks cause disqualification of welded joints to using and should be repair if it is possible. The main reason of hot cracks formulation is decrease in metal ductility in high-temperature brittleness range (HTBR) and metal deformation during welding. Width of HTBR depend on material properties and welding condition i.e. welding parameters, joint geometry, thermal cycle, shape and stiffness of weld. In this paper transvarestrain test was performed. This test allows to determine the width of the range of high- temperature brittleness HTBR, threshold, critical strain speed of the weld CSS and critical temperature strain intensity CST.Metallographic and fractographic research enabled to define mechanism of hot cracking. It was found that hot cracks formulate as a results of disruption of liquid film on crystals boundaries.