HGH98焊丝是一种镍基高温合金焊材,专为焊接高温环境下的耐热合金部件设计。其化学成分以镍(Ni)为基体,添加铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、钴(Co)等强化元素,并含有微量铝(Al)、钛(Ti)等形成沉淀强化相。该焊丝适用于航空航天、燃气轮机、核电设备等领域的耐高温部件焊接,尤其适合异种高温合金的连接及修复性焊接。
抗拉强度与屈服强度
HGH98焊丝熔敷金属的常温抗拉强度可达 ≥830 MPa,屈服强度 ≥620 MPa,高温性能尤为突出。在650~900℃区间,其抗拉强度仍能保持在 500~700 MPa,得益于固溶强化元素(Cr、Mo、W)与γ'相(Ni₃(Al,Ti))的共同作用,有效阻碍位错运动,提升高温承载能力。
延伸率与塑性
熔敷金属的常温延伸率约为 ≥15%,断面收缩率 ≥20%,表明材料在承受载荷时具备良好的塑性变形能力。其高镍含量优化了奥氏体基体的韧性,减少焊接接头冷裂纹倾向,适用于动态载荷或热循环频繁的工况。
高温持久强度与蠕变性能
在800℃/200 MPa条件下,HGH98焊材的持久寿命可达 ≥100小时,显著优于普通镍基焊丝。其蠕变速率低至 1×10⁻⁸ s⁻¹ 量级,归因于碳化物(如M₂₃C₆)与γ'相的协同作用,抑制高温下的晶界滑移。
冲击韧性
-196℃低温夏比冲击功 ≥45 J,室温冲击功 ≥80 J,体现优异的抗脆断能力。通过精准控制硼(B)、磷(P)等杂质元素含量,降低晶界偏析,保障低温及冲击环境下的服役安全性。
焊接工艺参数
热输入量需控制在 10~25 kJ/cm 范围内。过高热输入会导致γ'相粗化,降低强度;过低则易产生未熔合缺陷。推荐层间温度≤150℃,避免重复热循环引发晶粒过度生长。
焊后热处理
固溶处理(1150~1180℃/2h+空冷)可消除残余应力,时效处理(800℃/8h)促进γ'相均匀析出,使强度提升约 10%~15%,同时维持韧性。
异种材料焊接匹配性
与Inconel 718、GH4169等合金焊接时,HGH98的线膨胀系数(14.5×10⁻⁶/℃)与母材高度匹配,减少热应力导致的界面裂纹风险。
航空发动机燃烧室:承受900℃燃气冲刷,依赖其高温强度与抗氧化性。
超临界锅炉管道:在620℃/30 MPa蒸汽环境中,抗蠕变性能保障10万小时寿命。
核反应堆压力容器:耐中子辐照脆化,辐照后冲击功衰减率<15%。
HGH98焊丝通过多元合金化设计与精细组织调控,实现了强度-塑性-耐热性的协同优化。其独特的机械性能谱使其成为极端环境焊接的首选材料,未来在新型超合金焊接、增材制造领域具有广阔应用前景。研究者正通过纳米氧化物弥散强化(ODS)技术进一步提升其1200℃以上超高温性能。