TiAl基合金高溫釬料制備及釬焊工藝研究.pdf

1、本文針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的制造要求，使用機(jī)械合金化的方法制備Ti-Ni釬料，并對(duì)TiAl基合金進(jìn)行了釬焊連接試驗(yàn)。分析了釬料成分及釬焊工藝對(duì)接頭界面結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響，確定較佳的釬料成分及其連接工藝規(guī)范參數(shù)。
　　試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：機(jī)械合金化Ti-Ni釬料，粉末顆粒度降低、均一，產(chǎn)生大量變形，晶粒細(xì)化及晶格發(fā)生畸變；合金化處理480min時(shí)，粉末發(fā)生團(tuán)聚；原子間存在一定的擴(kuò)散，無(wú)明顯化合物生成。
　　在1140℃/30min條件下

2、，合金化120min的TiH2-50wt.％Ni-2wt.%Si釬料潤(rùn)濕效果及填縫能力出眾，但釬角處存在嚴(yán)重的溶蝕現(xiàn)象。界面結(jié)構(gòu)呈對(duì)稱結(jié)構(gòu)，為母材/Ti3Al+AlNiTi/AlNiTi/不完全反應(yīng)區(qū)，及遍布整個(gè)界面的Ti5Si3相，AlNiTi相成長(zhǎng)帶狀阻礙原子的擴(kuò)散。合金化120min的TiH2-30wt.%Ni-0.2wt.%Si釬料在1100℃/30min時(shí)潤(rùn)濕優(yōu)秀；填縫充分，釬角處沒(méi)有明顯的溶蝕行為。界面結(jié)構(gòu)為母材/Ti3Al

3、+AlNiTi+Ti5Si3/母材。焊后800℃熱處理后，接頭界面組織沒(méi)有明顯變化。
　　Al元素可以改善Ti-50wt.%Ni基釬料的熔化潤(rùn)濕，但是生成大量的AlNiTi相；對(duì)Ti-30wt.%Ni基釬料Al元素將提高釬料的完全熔化溫度。即母材向釬料的大量溶解是界面結(jié)構(gòu)的最主要控制因素。Si元素可以改善釬料的熔化潤(rùn)濕，生成Ti5Si3，C元素生成TiC，第二相強(qiáng)化作用效果優(yōu)于Ti5Si3，較多TiC將導(dǎo)致界面缺陷。
　　使

4、用Ti-50wt.%Ni基釬料，釬焊接頭室溫抗剪強(qiáng)度最高不到200MPa，斷裂形式為典型脆性斷裂；對(duì)于TiH2-30wt.%Ni-0.2wt.%Si釬料，在1100℃/30min規(guī)范下所獲得的接頭常溫抗剪強(qiáng)度、高溫(800℃)環(huán)境工作后室溫抗剪強(qiáng)度和高溫(800℃)抗剪強(qiáng)度，分別可以達(dá)到230MPa、215MPa和185MPa；接頭斷裂形式主要為準(zhǔn)解理斷裂。使用TiH2-30wt.%Ni-0.1wt.%C釬料，1140℃/30min條件