宋垚 开题报告

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1、毕业设计开题报告K403的TIG焊对接焊缝开裂现象和机理的初步研究学院：机械工程学院班级：材料1101学生姓名：宋垚指导教师：韩敬华2015年1月9日1．开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期完成，经指导教师签署意见、专家组及系主任审查后生效；2．开题报告必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴；3．毕业设计开题报告应包括以下内容：（1）研究的目的；（2）主要研究内容；（3）课题的准备情况及进度计划；（4）参

2、考文献。4．开题报告的撰写应符合科技文献规范，且不少于2000字；参考文献应不少于15篇，包括中外文科技期刊、教科书、专著等。5．开题报告正文字体采用宋体小四号，1.5倍行距。附页为A4纸型，左边距3cm，右边距2cm，上下边距为2.5cm，字体采用宋体小四号，1.5倍行距。6．“课题性质”一栏：理工类：A.理论研究B.应用研究C工程设计D.软件开发E.其它经管文教类：A.理论研究B.应用研究C.实证研究D.艺术创作E.其它“课题来源”一栏：A.科研立项B.社会生产实践C.教师自拟D.学生自选“成果形式”一栏：A.论文B.设计说明书C.实物D.软件

3、E.作品毕业设计开题报告课题题目K403的TIG焊对接焊缝开裂现象和机理的初步研究课题性质ABCDE□■□□□课题来源ABCD□□■□成果形式ABCDE■□□□□同组同学开题报告内容（可另附页）见附页指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）指导教师签名：月日专家组及系里意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）专家组成员签字：教学主任（签章）：月日一、研究意义和背景（1）镍基高温合金镍基高温合金是以镍为基体（一般含量大于50%），在650～1000度范围内具有较高的强度和

4、良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。它不但有良好的高温抗氧化和抗腐蚀能力，而且有较高的高温强度、蠕变强度和持久强度，以及良好的抗疲劳性能。镍基高温合金根据成型方式可分为：变形高温合金、铸造高温合金、粉末冶金高温合金。其中，铸造高温合金以“k”加序号表示。k403属于铸造镍基高温合金。镍基高温合金被称之为“航空发动机的心脏”，广泛应用于航空、航天、航海等领域。在现代先进的航空发动机中，高温合金材料用量占发动机总量的40﹪～60﹪，高温合金主要用于四大热端部件，即：导向器、涡轮叶片、涡轮盘和燃烧室。除航空发动机外，高温合金还是火箭发动机及燃气轮机高

5、温热端部件的不可替代的材料。（2）高温合金的焊接由于镍基高温合金成本高、造价昂贵，并长期在高温、高压、氧化性、腐蚀性的燃气环境中服役，每年都有大量的叶片在使用过程中出现损伤。如果换件修理，成本将很高昂，而采用焊接技术将极大地降低成本。在航天工业中，研究和应用焊接技术对于航空发动机的制造，延长热端部件的使用寿命，节省成本有重大的意义。（3）K403的TIG焊对接研究的意义铸造镍基高温合金由于其塑性较差，焊接后缺陷多、易开裂而比较难焊接。铸造镍基高温合金属于难焊材料，而K403是铸造镍基高温合金中最难焊接的材料之一。目前，主要的焊接方法有钨极氩弧焊补焊

6、、激光焊、钎焊与粉末冶金修复。相对于激光焊、电子束焊接等前沿焊接方法，TIG焊属于相对传统的焊接方式，但由于其操作简便，成本较低，目前在生产实践中广泛使用。基于这些原因，实现K403的TIG焊有很大的经济价值和应用前景。目前，关于堆焊开裂开展的研究较多，而对接的相关研究较少。本课题通过对K403高温合金TIG焊接头组织、力学性能、开裂机理进行研究，不仅为K403高温合金在航空工业中的进一步推广应用提供理论依据，同时，对于解决其它铸造镍基高温合金的焊接问题也有很大的帮助。二、镍基高温合金氩弧焊开裂机理和焊接工艺的研究现状2.1高温合金的熔焊裂纹焊后的

7、开裂主要是因为产生了裂纹。通常认为高温合金焊接基本都有热裂倾向，铸造合金比变形合金的热裂倾向大。焊接过程中产生的热裂纹主要有焊缝凝固裂纹和热影响区液化裂纹两种，焊后热处理过程中铝、钛含量高的高温合金还容易产生应变时效裂纹。（1）凝固裂纹凝固裂纹通常发生在新形成的焊缝上，当糊状固−液两相区承受拉应力，高的固相体积百分数（fs>0.9）限制了液态金属流动，使其无法回填枝晶间区，随着焊缝的增长，之后产生的热拉应力就将枝晶拉断。合金凝固温度范围越大，越容易形成凝固裂纹，共晶合金发生凝固裂纹的倾向很小；焊接移动速度慢，由于焊缝周围固体的收缩产生拉应力，也容易

8、产生凝固裂纹。（2）液化裂纹液化裂纹是高温合金在焊接过程中主要发生在热影响区的一种常见的裂纹，也称为热影响区裂纹。这种裂纹