钛铝系合金与镍基高温合金异种连接技术研究进展
【图文】：
度达到245MPa。综上所述，由于熔焊方法自身的特点，以及钛铝系合金与镍基高温合金在物理和化学性能方面的差异，采用熔焊方法，较难获得高强度接头。以多种合金为填充材料时，异种材料接头中形成多种脆性化合物，在热应力作用下容易导致裂纹萌生。虽然采用焊缝梯度过渡的方法使接头性能有所改善，但工艺较为复杂，而且与母材相比接头强度依然偏低，无法最终解决两种材料的异种连接问题。笔者认为，研发合适的填充材料，降低脆性化合物的形成倾向，优化焊接工艺，降低焊后冷却速率是解决异种材料氩弧焊连接的关键。图1Ti-Nb-Ni合金焊丝得到的Ti3Al/GH4169接头微观组织图2焊缝梯度过渡Ti3Al/GH4169接头截面背散射电子像2钛铝系合金与镍基高温合金钎焊连接与熔焊不同，钎焊过程中可对焊件整体均匀加热，母材变形和残余应力小，容易保证焊件的尺寸精度，特别适宜微型精密、形状复杂、开敞性差的焊接结构。而且采用钎焊方法可以解决其他连接方法难以甚至无法实现的一些异种材料之间的连接。钎料的选择与设计是实现良好钎焊连接，获得高强度接头的关键。表2列出了国内外对钛铝系合金与镍基高温合金钎焊连接的研究结果。陈波等[30]以Ti-13Zr-21Cu-9Ni(质量分数)钎料真空钎焊了Ti3Al基合金与GH536镍基高温合金，接头中形成较多的Ti-Ni、Ti-Fe等脆性化合物，导致在靠近GH536基体侧的钎缝中形成纵向裂纹，严重恶化了接头性能。在960℃/5min规范下接头抗剪强度只有86MPa。何鹏等[31]采用BNi2钎料研究了γ-TiAl基合金与GH99镍基高温合金的真空钎焊连接，钎焊接头典型界面结构为：GH99/(Ni)ss(γ)+Ni3B+CrB+富Ti-硼化物/TiNi2A1/TiNiAl+Ti3Al/TiAl；随着钎焊温度的升高或保温时间的延长，较多的B和Si元素
?铝系合金与镍基高温合金在物理和化学性能方面的差异，采用熔焊方法，较难获得高强度接头。以多种合金为填充材料时，异种材料接头中形成多种脆性化合物，在热应力作用下容易导致裂纹萌生。虽然采用焊缝梯度过渡的方法使接头性能有所改善，但工艺较为复杂，而且与母材相比接头强度依然偏低，，无法最终解决两种材料的异种连接问题。笔者认为，研发合适的填充材料，降低脆性化合物的形成倾向，优化焊接工艺，降低焊后冷却速率是解决异种材料氩弧焊连接的关键。图1Ti-Nb-Ni合金焊丝得到的Ti3Al/GH4169接头微观组织图2焊缝梯度过渡Ti3Al/GH4169接头截面背散射电子像2钛铝系合金与镍基高温合金钎焊连接与熔焊不同，钎焊过程中可对焊件整体均匀加热，母材变形和残余应力小，容易保证焊件的尺寸精度，特别适宜微型精密、形状复杂、开敞性差的焊接结构。而且采用钎焊方法可以解决其他连接方法难以甚至无法实现的一些异种材料之间的连接。钎料的选择与设计是实现良好钎焊连接，获得高强度接头的关键。表2列出了国内外对钛铝系合金与镍基高温合金钎焊连接的研究结果。陈波等[30]以Ti-13Zr-21Cu-9Ni(质量分数)钎料真空钎焊了Ti3Al基合金与GH536镍基高温合金，接头中形成较多的Ti-Ni、Ti-Fe等脆性化合物，导致在靠近GH536基体侧的钎缝中形成纵向裂纹，严重恶化了接头性能。在960℃/5min规范下接头抗剪强度只有86MPa。何鹏等[31]采用BNi2钎料研究了γ-TiAl基合金与GH99镍基高温合金的真空钎焊连接，钎焊接头典型界面结构为：GH99/(Ni)ss(γ)+Ni3B+CrB+富Ti-硼化物/TiNi2A1/TiNiAl+Ti3Al/TiAl；随着钎焊温度的升高或保温时间的延长，较多的B和Si元素扩散进入两侧母材，导致钎缝中硼化物数量减少，但TiAl/
【作者单位】： 北京航空材料研究院焊接与塑性成形研究所;
【基金】：国家自然科学基金(51405456) 国家重点实验室开放课题(SKLABFMT201603)资助项目
【分类号】：TG457.1
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本文编号：2521703
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