鎳基鈦基釬料釬焊鎢鎢接頭組織和性能研究.pdf

1、難熔金屬鎢是一種重要的高溫結(jié)構(gòu)材料，具有熱導(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)小、抗輻射能力強(qiáng)、高溫強(qiáng)度大等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于國防、航空航天、電子、核工業(yè)等諸多領(lǐng)域。由于鎢的韌-脆轉(zhuǎn)變溫度較高，常溫下呈明顯脆性，1000℃以上釬焊時受到鎢本身再結(jié)晶溫度的影響，晶粒粗化現(xiàn)象嚴(yán)重，使鎢和鎢的連接受到了極大的限制。
　　本文采用鎳基釬料（BNi2、BNi5、Bпp27）和鈦基釬料（37.5Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni wt.％）對工業(yè)純鎢進(jìn)行真空

2、釬焊，采用差熱分析法、X射線衍射、光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能譜分析儀、顯微硬度試驗、剪切試驗、真空釬焊試驗和斷口形貌分析等試驗分析方法，研究了釬料和母材在釬焊過程中的擴(kuò)散情況，對接頭組織與性能之間的聯(lián)系及其影響機(jī)理進(jìn)行了分析，研究結(jié)果可為開發(fā)新型鎳基、鈦基釬料提供數(shù)據(jù)參考。
　　結(jié)果表明，采用 BNi2釬料進(jìn)行釬焊時，鎢元素向釬縫一側(cè)的擴(kuò)散不均勻，釬縫中部有孔洞產(chǎn)生；采用BNi5釬料進(jìn)行釬焊時，釬縫組織以釬縫中線為對稱軸，呈對

3、稱分布，釬縫中部有少許微孔存在；采用 Bпp27釬料進(jìn)行釬焊時，釬料和母材的熔合情況優(yōu)于BNi2和BNi5釬料，釬縫平整光滑，未觀察到裂紋、孔洞等缺陷，接頭組織均勻程度最高。采用三種鎳基釬料真空釬焊鎢鎢接頭，母材鎢向釬縫內(nèi)部擴(kuò)散時會發(fā)生熔蝕現(xiàn)象，采用BNi2釬料釬焊時熔蝕現(xiàn)象嚴(yán)重， Bпp27釬料釬焊時熔蝕程度最輕，組織分布也最為均勻。三種鎳基釬料會和母材在界面處發(fā)生反應(yīng)生成NiW化合物，使釬料和母材緊密熔合，釬縫基體組織均為鎳基固溶體

4、，釬料中的元素會和擴(kuò)散的鎢元素反應(yīng)生成NiWSi、Co3W等化合物。剪切試驗結(jié)果表明，Bпp27釬料接頭剪切強(qiáng)度最高，為87.38MPa。
　　采用35Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni釬料分別在900℃、930℃和950℃對鎢鎢接頭進(jìn)行真空釬焊，結(jié)果表明，三種釬焊溫度下，釬縫與母材結(jié)合處的熔合線平整光滑，母材和釬料熔合較為緊密，界面處和釬縫組織內(nèi)部無氣孔、夾渣和裂紋等缺陷。隨著釬焊溫度的升高，接頭厚度逐漸減小。釬焊溫度為95

5、0℃時，釬料流失現(xiàn)象明顯，釬縫寬度為18μm，與900℃和930℃接頭相比，減小約50%。對接頭組織分析得出，釬縫組織主要由鈦鎢固溶體和以鈦鋯為基的球狀共晶組織組成，釬縫內(nèi)部還存在NiTi、Ni3Ti、Cu3Ti、CuZr、Cu0.4W0.6、CuNi2Ti、TiNi0.8Cu0.2等化合物，母材鎢和釬料相互擴(kuò)散程度較鎳基釬料減弱，其中930℃下得到的釬焊接頭組織最為均勻。對接頭的剪切強(qiáng)度測試，結(jié)果表明，釬焊溫度為930℃時鎢鎢接頭的剪