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文檔簡介
1、TZM合金作為一種性能優(yōu)良的高溫材料已經(jīng)廣泛應用于航空航天、核電等領域,本文針對TZM合金高溫工作環(huán)境的連接需求,采用三種TiNi共晶釬料對TZM合金進行了釬焊連接并獲得了性能優(yōu)良的接頭。研究了不同TiNi釬料釬焊TZM合金試驗中,釬焊工藝對釬焊接頭界面組織和性能的影響,并闡述了各接頭界面組織結構的形成機理,探究了母材溶解量的相關因素,解明了各接頭斷裂機制。綜合分析了釬料成分、接頭界面組織和接頭力學性能之間的相互關系,并通過增加釬料中N
2、i元素的含量,抑制了Ti對母材的溶蝕作用,Ti-61Ni釬料試驗中獲得了最佳釬焊工藝參數(shù)(T=1240 ℃/t=20min)。
對采用電弧熔煉方法制備的三種TiNi共晶釬料進行表征發(fā)現(xiàn),Ti-24Ni釬料中包含有Ti2Ni相和Ti基固溶體(Tiss),釬料熔點為940 ℃左右;Ti-50Ni釬料中物相為TiNi基體相及彌撒分布的Ti2Ni相,熔點為1290 ℃;Ti-61Ni釬料由TiNi3相和TiNi相組成,熔點為1114
3、℃。
采用Ti-24Ni釬料釬焊TZM合金,接頭界面組織為:TZM/Tiss層/δ-Ti2Ni層/Tiss層/TZM,界面平整呈對稱結構,無明顯缺陷。釬縫與母材交界處存在裂紋狀結構,這是由于釬焊過程中液態(tài)釬料沿晶滲透到母材中,將Mo基體剝落至釬料中,最終降溫過程中保存在釬縫中。分析表明,Ti2Ni相層的厚度及裂紋狀結構的量共同影響著接頭的力學性能。
采用Ti-50Ni釬料釬焊TZM合金試驗中,釬縫中主要含有TiNi3
4、相、TiNi相以及少量的Ti2Ni相,存在Ti元素擴散區(qū)。由于釬焊溫度過高,使得母材晶粒長大,發(fā)生再結晶,液態(tài)釬料更容易沿晶滲透到母材中;Ti-50釬料對母材溶蝕加劇,釬縫呈網(wǎng)狀結構,升高釬焊溫度網(wǎng)狀結構變得細小而均勻。斷口分析表明,斷裂位置出現(xiàn)在釬縫中心,斷裂形式為脆性斷裂。
采用Ni含量較多的Ti-61Ni釬料對TZM合金進行釬焊連接,釬縫中只有TiNi3相和TiNi相出現(xiàn),未出現(xiàn)裂紋狀結構或網(wǎng)狀結構出現(xiàn)。部分Mo基體溶入
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