TiAl合金具有高比剛度、高比強度以及優(yōu)異的抗氧化性能和良好的高溫力學性能,是目前具有潛力取代鎳基高溫合金和耐熱鋼的理想的輕質高溫結構材料。與Ni基高溫合金相比,TiAl合金的密度僅為其一半,用它取代部分Ni基高溫合金應用于航空、航天飛行器可以顯著減輕飛行器的重量,進而增加工作效率和降低燃油消耗。釬焊被認為是實現(xiàn)TiAl合金與Ni基高溫合金連接較為有效的方法。本課題主要是研制一種適合TiAl合金和GH536鎳基高溫合金釬焊用的新型低熔點鈦基釬料合金,并著重研究其釬焊連接技術。研究了新型鈦基釬料的釬焊工藝特性及相應釬焊工藝參數(shù)對TiAl合金與Ni基高溫合金釬焊接頭的顯微組織和力學性能的影響規(guī)律,闡明了釬焊接頭顯微組織的形成機理。研制了Ti-30Zr-10Fe-5Cu-4Ni-3Co-2Mo（wt.%）釬料合金,運用SEM、EDS、XRD和DSC等對釬料合金的顯微組織、熔化特性和潤濕鋪展性進行檢測分析。結果表明,快速凝固技術制備的釬料合金箔帶組織均勻、元素分布均勻,具有較低的固液相線以及窄的熔化溫度區(qū)間。釬料的潤濕鋪展面積都隨著試驗溫度和保溫時間的增大而增大。釬焊接頭由TiAl合金一側到G... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

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Ti-Ni-Nb合金焊絲得到的Ti3Al/GH4169接頭微觀組織

示了La元素含量對Ti-Cu-Ni基釬料及其焊接接頭性能的影響。結果表明，加入La元僅可以降低液態(tài)釬料的表面張力、提高釬料的潤濕鋪展能力，還可以影響接頭的顯織，進而提高接頭的力學性能。當La的含量為 1.5%時，接頭的抗拉強度達到 273 MP何鵬等人[47]采用BNi2釬料真空釬焊TiAl合金與GH99 鎳基高溫合金，對不同釬焊、不同保溫時間對接頭的界面組織和抗剪強度的影響進行了系統(tǒng)的研究。圖 1-2(a)用BNi2釬料釬焊得到的TiAl/GH99 接頭界面組織背散射電子圖。根據(jù)實驗結果，050 ℃/5 min規(guī)范下所得接頭的抗剪強度最高為 205 MPa，接頭的斷裂位置主要集中iNiAl反應層。隨著釬焊溫度升高或保溫時間繼續(xù)延長，TiNiAl厚度顯著增加，對接性能造成不利影響。他們還采用Ti箔作為中間層實現(xiàn)了TiAl基合金與GH99 鎳基高金的接觸反應釬焊[48]。圖 1-2(b)是采用Ti箔釬焊得到的TiAl/GH99 釬焊接頭的界面組織。1000 ℃釬焊 10 min所得釬焊接頭的剪切強度最大，為 233 MPa。釬焊溫度繼高，Ti3Al和Al3NiTi2組織變得粗大，導致接頭性能下降。

GH536 合金是一種以 Ni-Cr-Fe 為基的固溶強化型高溫合金[52]。圖 2-2(a)所示H536 合金母材的金相圖片，由圖可知 GH536 合金母材的晶粒尺寸較大，在晶內和上均可觀察到大量橫向分布的析出相。GH536 合金母材的 X 射線衍射分析結果如2(b)所示，可知 GH536 合金主要的物相成分是 Cr0.19Fe0.7Ni0.11。實驗中使用的釬料為 Ti-30Zr-10Fe-5Cu-4Ni-3Co-2Mo(wt.%)，是通過真空電弧爐熔煉成合金鑄錠后，用快速凝固技術制備得到的約為 40 μm 厚的合金箔帶。釬料合金熔煉所需的原材料 Ti、Zr、Ni、Fe、Cu、Co、Mo 等金屬顆粒，每種原料的純度均≥99.9%。表 2-1 試驗母材化學成分Table 2-1 Chemical compositions of parent materials (at.%)Al Ni Cr Ti Nb Fe Co Mo WTiAl 43.69 － 2.71 Bal 2.38 － － － －GH536 0.40 Bal 25.65 － － 18.47 2.05 5.30 0.24


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