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《TiAl與Ni基合金接觸反應(yīng)釬焊接頭界面組織及性能.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第41卷第11期稀有金屬材料與工程Vo1．41，No．112012正l1月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERnGNovember20l2TiAI與Ni基合金接觸反應(yīng)釬焊接頭界面組織及性能李海新，林鐵松，何鵬，王顯軍，馮吉才(哈爾濱工業(yè)大學(xué)先進(jìn)焊接與連接國家重點實驗室，黑龍江哈爾濱150001)摘要：以Ti為中間層實現(xiàn)了TiA1與Ni基合金的接觸反應(yīng)釬焊。采用掃描電鏡和電子探針等手段對釬焊接頭的界面結(jié)構(gòu)及生成相進(jìn)行分析，并對接頭剪切強(qiáng)度進(jìn)行測試。結(jié)果表明：當(dāng)釬焊溫度為960℃時，釬縫主要由Ti。。和Ti2Ni組成；當(dāng)釬焊溫度從960℃升高到1000℃時
2、，釬縫中生成—Al及A1．Ni—Ti化合物，典型界面結(jié)構(gòu)為：GH99／(Ni，Cr)。／Ti2Ni+AINi2Ti+TiNi／3AI+A13NiTi2／Ti3AI+A13NiTi2／TiA1；釬焊溫度繼續(xù)升高，Ti3Al和A13NiTi2變得粗大，導(dǎo)致接頭性能下降。當(dāng)釬焊溫度為1000℃，保溫10rain時，接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到最大值233MPa。隨釬焊溫度的升高，釬縫厚度先增加后減小。關(guān)鍵詞：TiAl；Ni基合金；釬焊；界面微觀結(jié)構(gòu)；剪切強(qiáng)度中圖法分類號：TG454文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號Tl合金具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、良高溫的釬料體系。在釬焊TiAI合金的釬料中，Ti
3、．Ni好的高溫力學(xué)性能和優(yōu)異的抗氧化性能等優(yōu)點，是未釬料可以滿足800℃的使用環(huán)境。段輝平等人¨采來應(yīng)用于航空、航天飛行器熱端部件的理想候選材用過渡液相連接方法以Ti—Ni為中間層實現(xiàn)了TiAl合料[卜。相比于傳統(tǒng)應(yīng)用的Ni基高溫合金，TiA1合金金與Inconel718合金的連接，但對接頭的界面組織及的部分取代能夠顯著減輕飛行器的重量，提高其飛行性能均沒有詳細(xì)研究。及發(fā)射效率。因此，研究TiAl合金與Ni基高溫合金考慮到使用溫度及Ti與Ni基合金中的Ni能發(fā)生的連接對于TiAI合金在航空航天、武器制造等領(lǐng)域的共晶反應(yīng)產(chǎn)生液相，因此，在本研究中采用Ti箔作中廣泛應(yīng)用具有非常
4、重要的意義。間層，通過接觸反應(yīng)釬焊連接TiAl合金與Ni基合金，由于TiA1合金具有明顯的低溫脆性和熱裂傾向，并對接頭的界面組織、剪切強(qiáng)度和界面反應(yīng)過程進(jìn)行采用傳統(tǒng)的熔化焊方法很難獲得滿意的連接接頭。因分析。此，人們采用擴(kuò)散連接和釬焊方法實現(xiàn)TiA1合金自身1實驗及與其他材料的連接_l，4】。目前已有關(guān)于TiA1合金與Ni基高溫合金連接的報道，但大多采用擴(kuò)散連接方實驗材料為TiA1合金與Ni基合金(型號為法[，，剛。TiAI合金與Ni基高溫合金擴(kuò)散連接研究表明，GH99)，其化學(xué)成分見表1。用電火花線切割將TiA1直接擴(kuò)散連接時，界面處大量脆性金屬間化合物的生合金加工成7m
5、mx5minx2mm的試樣，將GH99合金成導(dǎo)致接頭強(qiáng)度較低[1]；采用超塑性擴(kuò)散連接和白蔓分別加工成7minx5mmx1．2mm的金相試樣和l4延擴(kuò)散連接可以實現(xiàn)兩者的連接[I6]，但工藝復(fù)雜、成minx5minx1．2mm的測強(qiáng)度試樣。中間層材料采用純本較高，且擴(kuò)散連接本身存在工件表面要求高，熱循Ti箔，厚度為100um，將Ti箔剪成與TiAI合金同樣環(huán)周期長，需要均勻加壓等特殊要求，在一定程度上大小。焊前將待連接表面在80#、200#、400#、600#、限制了其在工程領(lǐng)域的實際應(yīng)用。因此，對比之下，800#SiC砂紙上逐級磨光，然后將待焊試樣及中間層釬焊技術(shù)更具有實
6、用性。目前關(guān)于釬焊連接TiAI合金一起放入丙酮中超聲清洗10min，按照TiA1／Ti／GH99的報道較多[1,7-10]，但關(guān)于TiA1合金與Ni基高溫合金的順序裝配好，放入真空度約為3×10。Pa的釬焊爐中的釬焊連接卻幾乎未見報道。由于TiAl合金與Ni基進(jìn)行接觸反應(yīng)釬焊。接觸反應(yīng)釬焊參數(shù)為釬焊溫度高溫合金大多應(yīng)用于高溫環(huán)境中，因此，需要選擇耐960～1040℃，保溫時間10min。將TiAl／Ti／GH99接收稿日期：2011-l1．08基金項目：中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金(HIT．BRET1．2010006，HIT．NSRIF．2010119)；國家自然科學(xué)基金
7、(51021002，E050803)作者簡介：李海新，女，1982年生，博士生，哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院，黑龍江哈爾濱150001，電話：0451—86412974；通訊作者：何鵬，博士，電話：0451—86402787，E—mail：hithepeng@hit．edu．crl·1948·稀有金屬材料與工程第41卷發(fā)生共晶反應(yīng)，產(chǎn)生液相：一Ti+Ti2Ni—L(2)。隨著釬焊溫度的升高，Ti中間層完全熔化，GH99中的Ni繼續(xù)向熔融Ti中間層中擴(kuò)散、溶解，導(dǎo)致富合金元素的(Ni，Cr)。層增厚。在TiA1／Ti界面處
