真空釬焊BT20鈦合金用鈦基釬料研究.pdf

1、鈦合金因其優(yōu)良的綜合性能而應(yīng)用更趨廣泛。BT20鈦合金是一種近α-鈦合金,與其他可焊鈦合金相比,它在500℃下具有較好的高溫強(qiáng)度,在500～550℃下長(zhǎng)期加熱后,仍具有良好的熱穩(wěn)定性能。釬焊是鈦合金連接技術(shù)中較為重要的一種連接方法,尤其在特殊材料或特殊結(jié)構(gòu)的連接中,具有不可替代的地位。鈦合金釬焊用釬料主要分銀基、銅基和鈦基釬料三大類。其中,鈦基釬料焊接接頭的強(qiáng)度高,耐蝕性優(yōu)良,耐熱性好,應(yīng)用最為廣泛。本文首先設(shè)計(jì)制備了Ti-Zr-Ni-

2、Cu四元釬料合金并測(cè)定了釬料的相關(guān)性能。然后,研究了釬焊接頭的常溫和高溫剪切強(qiáng)度,測(cè)試了焊縫的顯微硬度,并關(guān)注了釬焊工藝對(duì)母材的影響。最后,研究分析了釬焊接頭的界面組織、焊縫相組成以及接頭的斷口形貌。
　　 試驗(yàn)證明,本文中設(shè)計(jì)制備的Ti-20Zr-15Ni-15Cu(下稱4號(hào))、Ti-30Zr-15Ni-15Cu(下稱5號(hào))和Ti-22Zr-15Ni-15Cu(下稱12號(hào))三種釬料的熔化溫度都低于市購(gòu)Ti-12.39Zr-9.

3、26Ni-22.34Cu(下稱0號(hào))釬料,且流動(dòng)性及鋪展后的表面形貌也都好于0號(hào)釬料。
　　 隨著釬焊溫度的升高,保溫時(shí)間的延長(zhǎng),釬焊接頭的常溫剪切強(qiáng)度逐漸升高。970℃×120min是試驗(yàn)中得到的最佳釬焊工藝,在該工藝條件下,12號(hào)釬料釬焊接頭的常溫剪切強(qiáng)度和高溫剪切強(qiáng)度分別是493+62MPa和424±104MPa,分別高于0號(hào)釬料釬焊接頭的459±18MPa和343±15MPa。釬焊工藝對(duì)母材的拉伸強(qiáng)度和顯微組織影響不大。

4、
　　 在保溫溫度較低,保溫時(shí)間較短情況下,釬焊焊縫包括三個(gè)特征層,由焊縫中心向外依次是:殘余釬料層,富金屬間化合物層和魏氏體層。隨著釬焊保溫溫度的升高,保溫時(shí)間的延長(zhǎng),焊縫中的富金屬間化合物層和殘余釬料層逐漸消失。9700Cxl20min工藝下的釬縫完全由魏氏體組成。為了得到性能良好的接頭,應(yīng)該避免焊縫中殘余釬料層和富金屬間化合物層的出現(xiàn),同時(shí)也應(yīng)該避免魏氏體結(jié)構(gòu)的粗大化。釬焊接頭在大氣環(huán)境下,經(jīng)高溫處理(550℃下保溫20m