薛人愷臺灣大學：材料科學與工程學研究所吳政淵Wu, Cheng-YuanCheng-YuanWu2007-11-262018-06-282007-11-262018-06-282006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/55304摘要 　　鎳基超合金IN 738具有相當優異的高溫抗潛變強度與防蝕性，為火力發電廠汽渦輪機組一級動葉片之重要組件。此材料造價不斐，經長期運轉後，葉片表面常有高溫腐蝕損傷，若將整組葉片換新，不敷發電成本，節省成本的方法係使用銲接技術修補。IN 738合金是屬於銲接性差之材料，以銲接製程修補易產生龜裂，故本研究採取硬銲修補。硬銲所用之填料採用DF4B+IN 738合金混合粉末，以40/60及50/50二種比例進行三種硬銲製程實驗，分別為紅外線硬銲、真空硬銲及雷射硬銲。研究中並比較填料合金中添加少量IN 625合金與未添加之性質差異，最後選取製程參數較優異條件，進行EPMA成分分析及常溫、高溫(850°C)兩種條件下拉伸機械強度測試。在EPMA分析IN 738銲道中發現硬銲層組織可歸類為四種，分別為γ + γ’ [Ni3(Al,Ti)]基地、鉻硼化合物、細碎散布碳化物及硬銲過程中最後凝固之網狀或輻射狀共晶相。其中鉻硼化合物為不利機械性質的相，而銲後冷速較快的紅外線及雷射硬銲製程可確實的減少其析出量，或藉由IN 625合金之添加可稀釋填料中硼元素之濃度使鉻硼化物之析出減少，達到增進其機械強度的效果。在高溫850°C拉伸機械性質測試中， IN 738基材的高溫抗拉強度為651 MPa(破壞機制為延性破裂)，添加少量IN 625合金試片之硬銲層的強度約303 MPa(破壞機制為準劈裂)，略高未添加IN 625合金之強度266 MPa(破壞機制為劈裂)，但二者強度皆不及基材的一半(40-50%間)。目錄 第一章 前言......................................1 第二章 文獻回顧..................................2 2-1　材料接合....................................2 2-1-1　硬銲接合................................3 2-1-2　潤濕性質................................5 2-1-3　毛細現象................................7 2-1-4　硬銲的溫度與時間........................8 2-1-5　其他硬銲製程參數.......................11 　2-2　硬銲爐之加熱原理...........................14 　　2-2-1　紅外線加熱.............................14 　　2-2-2　雷射加熱...............................16 　　2-2-3　傳統高溫爐加熱.........................18 　2-3　超合金.....................................20 　　2-3-1　鎳基超合金.............................21 　　2-3-2　鎳基超合金高溫強化機構.................24 第三章　實驗方法.................................53 3-1 高溫真空爐及紅外線真空爐硬銲製程...........53 3-2 雷射硬銲製程...............................53 3-3 金相組織觀察...............................54 3-4 EPMA全定量分析及SEM觀察................54 3-5 拉伸試驗...................................55 3-6 SEM拉伸破斷面觀察........................56 第四章　結果與討論...............................65 4-1 紅外線硬銲.................................65 4-1-1 金相及SEM觀察........................65 4-1-2 紅外線硬銲銲道內的缺陷分析.............67 　4-2　真空硬銲...................................68 4-2-1　金相及SEM觀察........................69 4-2-2　真空硬銲銲道內的缺陷分析.............. 71 　4-3　雷射硬銲修補製程...........................73 4-3-1　金相及SEM觀察........................74 4-3-2　雷射硬銲銲道內的缺陷分析...............75 　4-4　EPMA分析結果.............................77 　4-5　拉伸機械性質...............................79 　　4-5-1　85023567399 bytesapplication/pdfen-USIN 738鎳基超合金IN 625合金紅外線硬銲真空硬銲雷射硬銲高溫拉伸IN738IN625IR brazingLaser brazingVacuum brazingHigh temperature tensile testthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/55304/1/ntu-95-R93527072-1.pdf