TiAl基合金高溫釬料制備及釬焊工藝研究.pdf

1、本文針對航空發(fā)動機葉片的制造要求，使用機械合金化的方法制備Ti-Ni釬料，并對TiAl基合金進行了釬焊連接試驗。分析了釬料成分及釬焊工藝對接頭界面結(jié)構和力學性能的影響，確定較佳的釬料成分及其連接工藝規(guī)范參數(shù)。
　　試驗中發(fā)現(xiàn)：機械合金化Ti-Ni釬料，粉末顆粒度降低、均一，產(chǎn)生大量變形，晶粒細化及晶格發(fā)生畸變；合金化處理480min時，粉末發(fā)生團聚；原子間存在一定的擴散，無明顯化合物生成。
　　在1140℃/30min條件下

2、，合金化120min的TiH2-50wt.％Ni-2wt.%Si釬料潤濕效果及填縫能力出眾，但釬角處存在嚴重的溶蝕現(xiàn)象。界面結(jié)構呈對稱結(jié)構，為母材/Ti3Al+AlNiTi/AlNiTi/不完全反應區(qū)，及遍布整個界面的Ti5Si3相，AlNiTi相成長帶狀阻礙原子的擴散。合金化120min的TiH2-30wt.%Ni-0.2wt.%Si釬料在1100℃/30min時潤濕優(yōu)秀；填縫充分，釬角處沒有明顯的溶蝕行為。界面結(jié)構為母材/Ti3Al

3、+AlNiTi+Ti5Si3/母材。焊后800℃熱處理后，接頭界面組織沒有明顯變化。
　　Al元素可以改善Ti-50wt.%Ni基釬料的熔化潤濕，但是生成大量的AlNiTi相；對Ti-30wt.%Ni基釬料Al元素將提高釬料的完全熔化溫度。即母材向釬料的大量溶解是界面結(jié)構的最主要控制因素。Si元素可以改善釬料的熔化潤濕，生成Ti5Si3，C元素生成TiC，第二相強化作用效果優(yōu)于Ti5Si3，較多TiC將導致界面缺陷。
　　使

4、用Ti-50wt.%Ni基釬料，釬焊接頭室溫抗剪強度最高不到200MPa，斷裂形式為典型脆性斷裂；對于TiH2-30wt.%Ni-0.2wt.%Si釬料，在1100℃/30min規(guī)范下所獲得的接頭常溫抗剪強度、高溫(800℃)環(huán)境工作后室溫抗剪強度和高溫(800℃)抗剪強度，分別可以達到230MPa、215MPa和185MPa；接頭斷裂形式主要為準解理斷裂。使用TiH2-30wt.%Ni-0.1wt.%C釬料，1140℃/30min條件