霍树斌 侯永涛 郭枭 徐锴 陈波 杨再勋

摘要：采用光学显微镜（OM）、扫描电镜及能谱仪（SEM、EDS）、拉伸试验和冲击试验等对比研究了Ta、Nb元素含量对ERNiCrFe-13镍基合金焊丝（1#焊丝高Ta低Nb，2#焊丝高Nb低Ta）熔敷金属组织与性能的影响。结果表明，1#焊丝和2#焊丝熔敷金属组织均为柱状枝晶，且存在偏析带，在偏析带上存在析出相，1#焊丝的析出相主要为碳化物和Laves相，面积约为0.5～2 μm2;2#焊丝的析出相除碳化物和Laves相外，还存在σ相和γ/Laves相共晶组织，析出相面积约为3～10 μm2;1#焊丝熔敷金属的力学性能远高于要求值，满足在核电工程上的安全应用条件，2#焊丝熔敷金属冲击性能较差，整体上看1#焊丝熔敷金属的力学性能优于2#焊丝。

关键词：ERNiCrFe-13;力学性能;γ/Laves相共晶组织

中图分类号：TG422.3      文献标志码：A      文章编号：1001-2003（2021）12-0012-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.12.03

0    前言

ERNiCrFe-13是一种新型镍基合金焊接材料，与目前核岛主设备制备中应用较多的ERNiCrFe-7和ERNiCrFe-7A系列焊材相比，其不同之处主要在于Nb、Ta、Mo等元素含量的增加[1]。已有研究表明，Nb和Mo元素的增加可以细化焊丝熔敷金属的晶粒、扭曲晶界，阻碍晶界的滑移，从而提高焊丝熔敷金属抗高温失塑裂纹（ductility dip cracking，DDC）的能力[2-4]。但Nb和Mo均是有一定偏析倾向的元素，当Nb含量过多时，在焊接过程中会形成较多的大而脆的低熔点共晶相，扩大结晶温度区间，增大裂纹敏感性[5]。郭枭[6]等人研究表明，通过添加Ta元素来代替部分Nb元素，可以减少或者避免低熔点共晶相的形成，从而进一步提高镍基合金焊丝的焊接性。国外学者的研究表明，ERNiCrFe-13焊接材料在保证良好焊接工艺性和优异力学性能的基础上，改善了镍基合金微裂纹的状况[7-9]，目前国内对此类焊接材料的研究较少。……