本文關(guān)鍵詞：Mo-Cu合金與GH4169高溫合金真空釬焊接頭微觀結(jié)構(gòu)及性能研究

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【摘要】：Mo-Cu合金是一種新型的高溫合金材料,由互不相溶的Mo和Cu組成,具有高熔點(diǎn)、高硬度、高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、低的熱膨脹系數(shù)等特性,在電子、冶金、航空航天、核工業(yè)等諸多領(lǐng)域有著較好的應(yīng)用前景。但鉬及鉬合金的高溫抗氧化能力差,易產(chǎn)生低溫脆性,限制了其作為高溫結(jié)構(gòu)材料更加廣泛地應(yīng)用。本課題采用Ni-Cr-Si-B釬料以及Ni-Cr-Si-B非晶態(tài)釬料,真空度控制在1×10-5Torr,釬焊溫度為1100～1150℃,保溫時間為20min,實現(xiàn)了Mo-Cu合金與GH4169高溫合金的真空釬焊連接。采用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、顯微硬度計和微控電子萬能試驗機(jī)對Mo-Cu/GH4169真空釬焊接頭的微觀組織、顯微硬度、剪切強(qiáng)度和斷裂特征進(jìn)行了研究,為Mo-Cu合金與GH4169高溫合金的釬焊連接提供了試驗基礎(chǔ)和理論依據(jù),這對于擴(kuò)大Mo-Cu合金的應(yīng)用具有重要意義。實驗結(jié)果表明,Ni-Cr-Si-B釬料以及Ni-Cr-Si-B非晶態(tài)釬料均能實現(xiàn)Mo-Cu合金與GH4169高溫合金的真空釬焊連接,釬料對兩側(cè)母材具有良好的潤濕性,界面結(jié)合致密,釬焊接頭中無裂紋、孔洞等缺陷。根據(jù)Mo-Cu/GH4169釬焊接頭的組織形貌特征以及擴(kuò)散-凝固特點(diǎn),將釬焊接頭劃分為三個特征區(qū)域：等溫凝固區(qū)(ISZ)、非等溫凝固區(qū)(ASZ)、擴(kuò)散影響區(qū)(DAZ)。采用Ni-Cr-Si-B釬料釬焊Mo-Cu合金與GH4169高溫合金時,Si、B等元素從釬料向母材的擴(kuò)散影響了釬焊接頭的微觀結(jié)構(gòu)特征。當(dāng)釬焊溫度為1100～1120℃時,釬縫區(qū)主要由γ-Ni固溶體、Ni3Si顆粒、Ni3B及CrB相等組成,Ni3Si顆粒均勻分布在γ-Ni固溶體基體上；隨著釬焊溫度升高至1150℃,釬縫區(qū)完全由γ-Ni固溶體組成。Ni-Cr-Si-B非晶態(tài)釬料釬焊接頭中的共晶組織消失,釬縫區(qū)主要由γ-Ni固溶體、Ni3Si和少量的Ni3B相組成。采用Ni-Cr-Si-B釬料進(jìn)行釬焊連接時,釬縫區(qū)的形成過程可分為等溫凝固和非等溫凝固階段,B元素的擴(kuò)散是影響液相釬料凝固結(jié)晶的關(guān)鍵因素。在等溫凝固過程生成γ-Ni固溶體；非等溫凝固階段則主要為富Si鎳基固溶體、硼化物、硅化物等的形成過程。具體可歸納為：1)剩余液相凝固形成γ-Ni(Si)固溶體,剩余液相L1富B；2)Ni-B二元共晶反應(yīng)：L1→γ-Ni+N3B,剩余液相L2富Cr；3)Ni-Cr-B三元共晶反應(yīng)：L2→γ-Ni+Ni3B+CrB,剩余液相L3富Si;4)Ni-Si-B三元共晶反應(yīng)：L3→γ-Ni+Ni3B+Ni6Si2B.由顯微硬度分布曲線可知,釬焊接頭的顯微硬度要明顯高于兩側(cè)母材,在Mo-Cu合金側(cè)的DAZ出現(xiàn)顯微硬度的最大值。采用Ni-Cr-Si-B釬料,當(dāng)釬焊溫度為1120℃時,釬焊接頭的剪切強(qiáng)度為223MPa；剪切斷裂起始于Mo-Cu合金一側(cè)的連接界面,剪切斷口表現(xiàn)為明顯的脆性穿晶斷裂特征,存在少量的撕裂棱,斷口中出現(xiàn)二次裂紋。當(dāng)釬焊溫度升高至1150℃,接頭的剪切強(qiáng)度可達(dá)256MPa；剪切斷口仍然以脆性斷裂為主,但在局部出現(xiàn)塑性斷裂特征,存在河流狀的剪切斷裂形貌。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG454

【參考文獻(xiàn)】

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1 張凌云;路文江;俞偉元;李培;;非晶鎳基釬料釬焊接頭性能及微觀組織的研究[J];熱加工工藝;2009年13期

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本文編號：1257874