tc4鈦合金真空釬焊接頭顯微組織研究

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1、TC4鈦合金真空釬焊接頭顯微組織研究　　摘要：采用Ag-Cu-Ti釬料對TC4鈦合金進(jìn)行真空釬焊；采用金相分析、掃描電鏡對釬縫的組織結(jié)構(gòu)、元素分布情況進(jìn)行分析，并對焊件的整體力學(xué)性能進(jìn)行拉伸測試。結(jié)果表明，TC4合金板真空釬焊搭接接頭處抗剪強(qiáng)度在200MPa以上，釬焊接頭處總體的力學(xué)性能優(yōu)于母材；釬縫與基體相臨的部位析出了彌散相，釬縫處有Cu的固溶體析出；焊接接頭中的主要元素Ti、Al、V、Ag、Cu呈規(guī)律性分布，釬縫及擴(kuò)散區(qū)域得到以細(xì)小筍狀的方式生長的Cu基固溶體，是為Ag-Cu共晶組織。Abstract：Vacuumbrazin

2、gofTC4wascarriedoutwithAg-Cu-Tifillermetal.Organizationalstructure，elementdistributionofbrazedjointswereinvestigatedbymeansofscanningelectronmicroscopyandmetallographicmicroscope，andthejointwholemechanicalpropertywasdeterminedbytensiletestingmethod.Theresultsshowthatsh

3、earstrengthforthebrazingjointofTC4titaniumalloyisabove200MPaandwholemechanicalpropertyofthebrazingjointarebetterthanbasemetal.Dispersednetworkphaseformbetweenbasemetaland7brazingseam，andCu-basedsolidsolutionseparateoutinthebrazingseam.Ti，Al，V，AgandCuofthebrazingjointwe

4、reregulardistribution.Ag-Cueutecticstructureofbrazingseamanddiffuseregionweregrownbyslenderandsmallbambooshootsmode.關(guān)鍵詞：Ag-Cu-Ti；真空釬焊；顯微組織Keywords：Ag-Cu-Ti；vacuumbrazing；microstructure中圖分類號：P755.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2013）22-0048-030引言7TC4合金中鈦的含量很高，鈦是活性很強(qiáng)的金屬材料，在高溫下容易與

5、N2、H2、O2反應(yīng)，并同其它許多金屬反應(yīng)生成脆性金屬間化合物，在600℃氧與鈦發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，800℃氧化膜開始向鈦中溶解擴(kuò)散，氮與鈦在高溫下則形成脆硬的氮化鈦，對鈦的塑性影響較大，氫的存在則由于γ（TiH2）相析出，也同樣使其塑性、韌性降低[1]。采用真空釬焊選擇合適的釬料，可以避免高溫情況下，氧、氮、氫各種氣體元素對TC4合金釬縫性能的影響，從而提高接頭的力學(xué)性能[1]。在鈦及鈦合金的焊接中，釬焊適于焊接受載不大或在常溫下工作的接頭，對于精密的、微型復(fù)雜的及多釬縫的焊件尤其適用[2]。在一些鈦合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)、薄壁精密結(jié)構(gòu)的制造工藝

6、中，由于釬焊連接具有獨(dú)特的優(yōu)勢而愈來愈受到重視，對鈦合金用釬料的研究也逐漸成為釬焊領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一[3]。由此，了解TC4鈦合金真空釬焊接頭微觀組織結(jié)構(gòu)及元素分布情況是十分必要的。1試驗(yàn)材料及方法1.1試驗(yàn)材料試驗(yàn)?zāi)覆牟捎煤穸葹?mm的TC4鈦合學(xué)成分見表1。要得到組織和性能滿意的釬焊接頭，釬料必須能較好地潤濕母材并能填滿接頭間隙。此外，釬料的焊接溫度必須低于TC4的相變溫度，否則將引起母材β晶粒長大，從而影響材料的性能。試驗(yàn)用釬料采用Ag基Ag-Cu系釬料Ag-Cu-Ti，其熔化溫度為779～820℃。1.2試驗(yàn)方法目前的釬焊技

7、術(shù)和釬料所形成的焊件的性能與其原始基體金屬的性能水平相差不多。鈦合金的本質(zhì)決定了其釬焊的主要溫度和時間局限性?？偟膩碚f，使用焊料并在釬焊溫度低于β相轉(zhuǎn)變溫度時可獲得優(yōu)良機(jī)械性能的鈦釬焊部件。接頭形式：本試驗(yàn)所用的材料為1mm的TC4板材；搭接接頭。接頭形式見圖1。薄件為裝配方便，搭邊長度L=（4～5）δ；δ——待焊工件厚度[4]。由此得L=4δ=4mm。接頭的裝配間隙大小是影響釬焊焊縫致密性和接7頭強(qiáng)度的關(guān)鍵因素之一。熔態(tài)釬料在釬縫中作直線流動，釬縫的毛細(xì)能力起很大作用，毛細(xì)能力又與釬縫的類型和釬縫間隙的大小有關(guān)系。一般說來，釬縫間

8、隙小比間隙大的釬縫的直線流動性更好，但也不是越小越好，釬縫間隙的最佳值在0.01～0.2mm之間，具體數(shù)值視母材的種類而定[5]。在不影響釬料填充的前提下，釬焊間隙越小越好[6]。此次試驗(yàn)銀基釬料，鈦合金焊接裝配間隙取為0.05mm。