K4169 精铸件补焊：955℃ 中间处理这一道省不得

K4169 是铸造版镍铁基沉淀硬化合金，精铸件补焊后必须走 955℃ 中间处理再时效，省掉这一步，接头在 650℃ 服役时会先裂。成分口径为碳 0.02%~0.08%、铬 17.00%~21.00%、镍 50.00%~55.00%、钼 2.80%~3.30%、铌 4.40%~5.40%、铝 0.30%~0.70%、钛 0.65%~1.15%，钴不超过 1.00%。

铌 4.40%~5.40% 的强化相

这支合金的强化相是 γ″（Ni₃Nb）与少量 γ′，铌含量直接决定 γ″ 的体积分数，也决定它对热历史的敏感程度。γ″ 在 650℃ 附近长期服役会向 δ 相转变，δ 相呈针片状、与基体不共格，析出过多就把韧性拉低。补焊的热循环正好落在 γ″ 溶解与 δ 析出的温度区间，接头区因此成为组织最不稳定的一段。

焊接热循环把接头带离平衡态

熔焊时熔池温度超过 1300℃，γ″ 与 γ′ 全部溶解；冷却过程中，熔合线附近的温度梯度大，γ″ 来不及析出就已经降到低温，接头在这一段处于过饱和状态。随后的时效如果直接上 720℃，过饱和的铌会沿晶界快速析出 δ 相，形成一层脆性网络。955℃ 保温 1 小时的作用是把这一段重新固溶、让铌回溶，再以受控的方式析出，避免 δ 相成网。

完整制度与补焊的衔接

公开资料给出的精铸件制度是 1150℃ 保温 4 小时空冷，1095℃ 保温 2 小时空冷，955℃ 保温 1 小时空冷，720℃ 保温 8 小时，再以 56℃/h 冷至 620℃ 保温 8 小时空冷。补焊件不能只做后段时效，应把补焊安排在 955℃ 之前，让补焊区随本体一起走完 955℃ 与两级时效。补焊后已经做过时效的件，再补焊就要重新走一遍 955℃，否则接头性能无法保证。

补焊工艺的三条边界

一是补焊面积与深度。缺陷挖除后深度超过壁厚的三分之一，建议改镶补或报废，不宜反复补焊。二是填充材料，应选与母材同体系的镍铁基焊丝，用镍基高铌焊丝会提高接头的凝固裂纹敏感性。三是预热与层间温度，精铸件壁厚不均，预热到 150℃ 至 250℃ 可降低裂纹风险，层间温度不超过 300℃，焊后缓冷。

热等静压与补焊的顺序

热等静压用来闭合内部疏松，常规参数是 1170℃、140 MPa、4 小时。顺序上应当先做热等静压再做补焊：热等静压的高温高压会把补焊接头重新加热，接头组织再变一次；而补焊在前，可以只对补焊区做局部处理。热等静压后表面会留下一层与基体不同的组织，补焊前要把这一层去掉，否则熔合不良。

650℃ 的强度与到货验收

公开资料给出的精铸试棒性能是：室温屈服 640 MPa 至 1120 MPa，常取不低于 640 MPa;650℃ 抗拉不低于 850 MPa。弹性模量随温度下降明显：20℃ 为 186 GPa,500℃ 为 159 GPa,600℃ 为 153 GPa,700℃ 为 146 GPa，做机匣刚度计算必须用设计温度对应的值，不能用室温值。熔化温度两说并存，1243℃ 至 1359℃ 与 1260℃ 至 1336℃，工艺设定前须核实。

补焊件的检测组合

补焊区用荧光渗透查表面裂纹，用射线查未熔合与气孔，两者组合才能覆盖。渗透检测对表面开口缺陷敏感，对埋藏缺陷无效；射线对体积型缺陷敏感，对紧贴的未熔合容易漏。补焊后的金相取样应包含熔合线与热影响区，重点看 δ 相的形态与分布，针片状 δ 相成网即判不合格。

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