TiAl基合金与异种合金钎焊研究现状
时间:2022-12-03 20:38 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
杨仲林[21]采用Ti60Cu10Ni22Zr8非晶箔带实现γ-TiAl合金与40Cr钢的钎焊，钎焊温度为900℃，保温时间分别为5，10和15min。结果表明：γ-TiAl合金与40Cr钢实现了良好的连接，且钎缝中没有气孔和裂纹。在钎料与合金之间存在反应层，且其厚度随着保温时间延长而增加。然而，40Cr钢与钎料之间的界面层则窄且平。以上结果说明钎料与γ-TiAl合金的互溶性比钎料与40Cr钢的互溶性好。当保温时间为5分钟时，接头中的钎料层由白色区域与分布在白色区域上的黑色岛状相组成。随着保温时间的延长，合金侧有灰色相出现，且含量和颜色都逐渐加深。此现象表明，随着保温时间的延长γ-TiAl合金与钎料间的互扩散增强。各钎缝接头的钎缝厚度也随着保温时间的延长而变厚。86376 何鹏等人[22]以BNi2为钎料采用真空钎焊连接TiAl基合金与GH99合金。结果表明，钎焊界面反应层为GH99/(Ni)ss+Ni3B+CrB+富Ti-硼化物/TiNi2Al/TiNiAl+Ti3Al/TiAl。随着保温时间的延长或钎焊温度的升高，钎料中的降熔元素B和Si向母材扩散增强，钎缝中的Ni3B和CrB的量减少，TiAl基合金母材侧的金属间化合物层厚度增加，TiNiAl金属间化合物层厚度增加会降低接头强度。保温时长5min时，钎焊温度1050℃获得的接头抗剪强度最大为205MPa，且接头断在TiNiAl层。论文网 李玉龙等人[23]以Ag-Cu-Ti箔为钎料采用真空钎焊焊接了TiAl基合金与42CrMo钢。分析了界面组织，测量了界面反应层厚度并研究其形成过程。结果表明，钎焊界面反应层为TiAl/Ti3Al+AlCuTi/AlCu2Ti/TiC/42CrMo。其中AlCu2Ti层依附于TiAl基合金生成和长大，Ti和Al元素扩散距离短，钎料中的Cu元素又较为充裕，所以该层长大速度较快。Ti3Al+AlCuTi层的生长由于Cu原子在AlCu2Ti中的扩散而生长较慢。TIC层的生长受42CrMo母材中C元素影响，故其生长也慢，厚度较小。随着Ti3Al+AlCuTi脆性反应层厚度增大，接头强度下降。 何鹏等人[24]以钛作为中间层，真空钎焊TiAl基合金和GH99镍基高温合金，研究钎焊温度和接头的界面结构对接头组织与性能的影响，并分析了界面反应层的形成机制。结果发现，GH99/Ti/TiAl的界面结构为：GH99/(Ni,Cr)ss/富Ti-(Ni,Cr)ss/TiNi/Ti2Ni/α-Ti+Ti2Ni/Ti(Al)ss/TiAl+Ti3Al/TiAl。各反应层厚度随着钎焊温度的升高而增加。 李海新等人[25]采用纯钛箔做中间层，真空钎焊连接TiAl与GH99，分析了界面生成相和接头的界面结构。结果表明，GH99与钎料界面的反应层有4个：(Ni,Cr)ss、富Ti-(Ni,Cr)ss、TiNi、Ti2Ni。保温时间较短时界面反应层主要是Ti(Al)ss，随着保温时间的延长转化为Ti3Al和Al3NiTi2。TiNi层厚度随着保温时间延长而增加，Ti2Ni层厚度先增后减。接头抗剪强度也是随保温时间延长先增后减再增加。对接头拉伸最终断裂于Ti2Ni层。 何鹏等人[26]用Ti/V/Cu和V/Cu作为中间层对TiAl与40Cr钢进行真空扩散焊接。结果发现Ti/V、V/Cu和Cu/40Cr钢的界面上均无金属间化合物形成，而TiAl/Ti的界面上生成了Ti3Al，TiAl/Ti的界面上生成了Ti3Al和Al3V金属间化合物。接头断裂于界面上的脆性金属间化合物处。用V/Cu做中间层发现脆性相TiC消失但产生另一种金属间化合物V5Al8。加V/Al中间层的接头强度与两者直接扩散焊接相比并未明显提高。而用Ti/V/Cu做中间层时发现在Ti/V、V/Cu和Cu/40Cr界面层产生了无限固溶体，其对连接性能有利。在TiAl/Ti界面上形成了（Ti3Al+TiAl）层，其对接头强度的提高有利，最终使，TiAl金属间化合物与40Cr钢接头强度达420MPa，接近TiAl母材强度。 王显军[27]分别采用纯Ti、Ti/Nb和Ti/Nb/Ni做中间层扩散焊接TiAl合金与GH99，再对不同中间层和不同工艺参数得到的接头的组织和性能进行分析。结果发现三种中间层均能实现TiAl合金与GH99的连接，其中采用Ti/Nb/Ni复合中间层时，由于Ni箔的加入，缓解了接头残余应力，使得接头断裂位置从用Ti/Nb中间层时的GH99/Nb界面转向Ti/TiAl界面，从而接头的强度得到提高，故用Ti/Nb/Ni做中间层得到的接头性能最好。 (责任编辑：qin) |