置氫TC4鈦合金釬焊連接工藝研究.pdf

1、本文根據(jù)置氫TC4鈦合金組織以及性能特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行了釬焊連接。實(shí)驗(yàn)采用了Al-12Si、純鋁箔、Ti-Zr-Ni-Cu三種釬料，利用電子探針，掃描電鏡和X射線衍射等方法，研究了釬焊連接接頭界面組織特征及各相組成，并對(duì)接頭進(jìn)行了抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，初步確定了每種釬料連接的最佳工藝參數(shù)。采用Al-12Si釬料、在較低的溫度下連接時(shí)，接頭界面組織由Al12Si3Ti5與Al5Si12Ti7的混合金屬間化合物層以及殘余釬料構(gòu)成。連接溫度升高，金屬間化

2、合物層增厚。接頭抗剪強(qiáng)度比較低，原因是Si元素?cái)U(kuò)散，導(dǎo)致在殘余釬料層與金屬間化合物層之間存在薄薄的一層純鋁，這正是斷裂發(fā)生的位置。不同氫含量母材得到的接頭組織以及力學(xué)性能差異不大，這在一定程度上說(shuō)明氫在低溫下釬焊連接中沒(méi)有發(fā)揮作用。采用純鋁箔連接置氫TC4鈦合金，當(dāng)保溫時(shí)間為45min時(shí)，接頭由TiAl3金屬間化合物層與純鋁層構(gòu)成。延長(zhǎng)保溫時(shí)間，整個(gè)接頭全部由TiAl3金屬間化合物構(gòu)成。接頭抗剪強(qiáng)度隨保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，接頭強(qiáng)度下降的

3、原因一是接頭區(qū)域出現(xiàn)裂紋，可能成為斷裂的萌生區(qū)；二是由于接頭中大量縮孔的存在，減少了有效接觸面積，從而最終導(dǎo)致整個(gè)接頭抗剪強(qiáng)度降低。對(duì)比不同氫含量母材連接得到的接頭可以知道，氫含量0.3wt%的接頭區(qū)域最寬，這正是氫作用的結(jié)果。采用Ti-Zr-Ni-Cu連接時(shí)，固定保溫時(shí)間，當(dāng)連接溫度比較低時(shí)，接頭界面由母材向釬料中的溶解同時(shí)釬料中的合金元素向母材中擴(kuò)散形成的Ti基固溶體以及中間殘余釬料層構(gòu)成。當(dāng)連接溫度高于一定值后，連接接頭完全由α+

4、β兩相組織組成。對(duì)于氫含量為0.0wt%、0.1wt%、0.3wt%的置氫鈦合金來(lái)說(shuō)，當(dāng)連接溫度低于920℃時(shí)，隨連接溫度的升高，抗剪強(qiáng)度值緩慢上升，當(dāng)連接溫度為950℃時(shí)，抗剪強(qiáng)度突然大幅度增長(zhǎng)，最高可達(dá)到498MPa；隨后繼續(xù)升高溫度，抗剪強(qiáng)度小幅度下降。而對(duì)于氫含量為0.5wt%的置氫鈦合金來(lái)說(shuō)，當(dāng)溫度低于920℃時(shí)，抗剪強(qiáng)度沒(méi)有顯著的增加，當(dāng)溫度高于920℃時(shí)，抗剪強(qiáng)度隨溫度的增加而增加，只是增長(zhǎng)較慢，并且抗剪強(qiáng)度值較低，最大只