陳鈞臺灣大學：材料科學與工程學研究所江銘峰Feng, Chiang MingChiang MingFeng2007-11-262018-06-282007-11-262018-06-282005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/55341摘要 本研究係採用雷射銲接與雷射同軸送粉銲補的方式，進行鎳基超合金In939銲接修補之再生處理，並探討In939之雷射銲接相關製程之可行性評估。銲接與銲補完成之試片，皆分別進行金相觀察、硬度試驗、高溫拉伸試驗與TEM、SEM顯微結構分析，評估銲前與銲後工件的顯微結構與機械性質的差異。實驗結果顯示，使用雷射銲接與雷射同軸送粉銲補於100mm×50mm×3mm之In939板材上，由常溫至預熱400℃的情況下，皆可成功的進行修補。銲件經適當的熱處理程序(1150℃/3hr+850℃/16hr)後，其顯微結構與機械性質均可達到與原材料相近的狀況。In939於雷射銲接中易產生之銲接缺陷，主要為銲道之凝固裂縫(Solidification cracking)與熱影響區之液化裂縫(Liquation cracking)。前者可利用控制銲接熱輸入量來防止，而後者則是因銲接時晶界上之MC碳化物產生組成液化(Constitutional liquation)，滲入晶界而造成。由於MC碳化物固溶溫度相當高，故In939中液化裂縫(Liquation cracking)的問題除了於銲接時使用預熱以降低應力外，唯有使用低熱輸入量的雷射銲接，使熱影響區之範圍降至最低的程度，方能獲得有效的改善。 關鍵字: In939鎳基超合金、雷射銲接、雷射銲補、凝固熱裂、液 化裂縫目 錄 第一章 前言.........................................................................................1 第二章 文獻回顧.................................................................................2 2-1 雷射銲接.................................................................................2 2-1-1 雷射銲接參數影響...........................................................4 2-1-2 雷射銲補.........................................................................12 2-2 鎳基超合金Inconel 939簡介..............................................15 2-2-1 鎳基超合金.....................................................................15 2-2-2 鎳基超合金Inconel 939之應用與再生處理………....21 2-2-3 鎳基超合金Inconel 939之顯微組織………………....21 2-3 Inconel 939之銲接熱裂…………...………………………27 2-3-1 凝固熱裂(Solidification cracking)…..............................27 2-3-2 液化裂縫(Liquation cracking)…...……………………30 第三章 實驗方法及設備……………………………………….......37 3-1 實驗步驟.………………………...……………...……...…37 3-1-1 雷射銲接……………………….……………………....37 3-1-2 雷射銲補………………………….……………............41 3-2 拉伸試驗………………..…...………………….......…..…44 3-3 SEM顯微組織分析….…….………..…...……...…...…...44 3-4 TEM顯微組織觀察分析………...…….......…............…...46 3-5 銲接缺陷觀察分析……………..........…....……...….…....46 第四章 結果與討論….……………………………………..……....49 4-1 雷射銲接…………………………………………………..49 4-1-1 雷射銲接參數之選擇與分析...…………………..…..49 4-1-2 銲道區之金相觀察分析………………………..…….57 4-1-3 雷射銲件之微硬度量測…….………………..……....59 4-2 雷射銲補…………………………………………...……...67 4-2-1 雷射銲補參數之選擇與分析…………………….......67 4-2-2 雷射銲補區之金相觀察分析………………..…….....74 4-2-3 雷射銲補件之微硬度量測……………………..….....77 4-3 雷射銲接與銲補件之高溫拉伸試驗………………....…..77 4-4 顯微組織觀察分析…………………………………......…84 4-4-1 母材之SEM 觀察……………………………….........84 4-4-2 雷射Bead-on-plate銲接區SEM觀察………...….....92 4-4-3 雷射銲補區SEM觀察…………………….…............95 4-4-4 銲後熱處理所造成之影響......……..….............…......99 4-4-5 TEM 觀察…………………………………..…..…....101 4-5 雷射銲接與銲補之微缺陷分析……………….……......106 第五章 結論……..…………………………………………...........121 第六章 參考文獻..…………………………………………….......12318246379 bytesapplication/pdfen-USIn939鎳基超合金雷射銲接雷射銲補凝固熱裂液化裂縫Inconel939laser weldinglaser repairingsolidification crackingliquation crackingthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/55341/1/ntu-94-R92527064-1.pdf