TiAl基合金高溫釬焊釬料配制及連接工藝研究.pdf

1、本文針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的制造要求,對(duì)鑄態(tài)TiAl基合金的連接工藝及機(jī)理進(jìn)行了研究。分析了兩種不同成分的TiH2-Ni釬料經(jīng)過(guò)不同時(shí)間的機(jī)械球磨試驗(yàn)后對(duì)接頭界面組織和抗剪強(qiáng)度的影響,確定了每種釬料使用時(shí)的最佳連接規(guī)范參數(shù),并分析了接頭界面反應(yīng)層的生長(zhǎng)規(guī)律。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):機(jī)械球磨時(shí)TiH2-50wt.％Ni和TiH2-30wt.%Ni釬料粉末首先破碎后又冷焊合,因此顆粒度先降低后升高。此外,粉末的相組成也因球磨而改變。這些都影響了之后的焊接過(guò)

2、程。在保溫時(shí)間為15min時(shí),未球磨TiH2-50wt.%Ni釬料在1180℃才可以熔化完全;球磨120min的TiH2-50wt.%Ni釬料,在1140℃時(shí)即可熔化完全;球磨480min的TiH2-50wt.%Ni釬料在1150℃熔化完全。其熔點(diǎn)變化的原因主要有:粉末顆粒度不同造成的表面能差異,晶格畸變能的不同以及相組成的變化等。兩種成分釬料所獲釬焊接頭的界面結(jié)構(gòu)基本相同:擴(kuò)散層由交錯(cuò)成片層狀的Ti3Al和TiAl組成;釬縫是以Al3

3、Ti+Ni4Ti3為基體,其中含有塊狀Ti3Al相的化合物層。隨著連接溫度的升高或保溫時(shí)間的增長(zhǎng),擴(kuò)散層和釬縫的厚度都發(fā)生變化,擴(kuò)散層中的Ti3Al逐漸向TiAl轉(zhuǎn)變,擴(kuò)散層的組織變得細(xì)小均勻。焊后對(duì)接頭進(jìn)行熱處理時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)擴(kuò)散時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí),釬縫的組織逐漸細(xì)化,與擴(kuò)散層的組織形貌更加接近。對(duì)于球磨120min的TiH2-50wt.%Ni的釬料,在1180℃/15min所獲釬焊接頭的常溫和高溫(800℃)抗剪強(qiáng)度最高,分別為256MPa和