IC10單晶合金與GH3039高溫合金的TLP擴(kuò)散焊工藝及機(jī)理研究.pdf

1、針對(duì)IC10單晶合金與GH3039高溫合金的連接應(yīng)用需求,本文首先采用BNi2中間層對(duì)兩種高溫合金進(jìn)行了過(guò)渡液相(TLP)擴(kuò)散焊研究,分析了工藝參數(shù)對(duì)接頭界面組織、力學(xué)性能和顯微硬度分布的影響。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了五種不同成分的Ni-Cr-Si-B體系粉末中間層,研究了IC10單晶合金與GH3039高溫合金TLP擴(kuò)散焊過(guò)程中,降熔元素Si和B含量對(duì)接頭界面組織的影響。最后對(duì)TLP擴(kuò)散焊接頭界面形成過(guò)程及異種材料TLP擴(kuò)散焊的非對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行了

2、相關(guān)研究。
　　使用BNi2中間層TLP擴(kuò)散連接IC10單晶合金與GH3039高溫合金時(shí),接頭中GH3039高溫合金一側(cè)的擴(kuò)散區(qū)(DZ)的析出相為富Cr的硼化物,IC10單晶合金一側(cè)DZ區(qū)的析出相為硅化物和富Cr、Mo和W的硼化物,同時(shí)觀察到接頭等溫凝固區(qū)(ISZ)由富Cr的鎳基固溶體構(gòu)成,還有可能出現(xiàn)Al4Ni15Ta相,共晶區(qū)(EZ)由鎳基固溶體、CrB、富Cr和Mo的硼化物及Ti和Ta的碳化物組成。延長(zhǎng)保溫時(shí)間有助于實(shí)現(xiàn)接頭

3、完全的等溫凝固,而提高焊接溫度并不一定有助于實(shí)現(xiàn)接頭完全的等溫凝固,因?yàn)樘岣吆附訙囟入m然有利于等溫凝固過(guò)程中降熔元素的擴(kuò)散,但是卻降低了等溫凝固的速率。在IC10單晶合金與GH3039高溫合金的TLP擴(kuò)散焊中存在擴(kuò)散的非對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象,主要是由溶質(zhì)元素在兩種母材中的擴(kuò)散速率不同及中間層與母材不同的冶金反應(yīng)而導(dǎo)致。IC10單晶合金和GH3039高溫合金母材的顯微硬度存在較大差異,TLP擴(kuò)散焊后,接頭中EZ區(qū)和存在較多析出相的DZ區(qū)是導(dǎo)致接頭硬度

4、過(guò)渡不均勻的主要區(qū)域,在1200℃/2h的工藝參數(shù)下,接頭顯微硬度的分布實(shí)現(xiàn)均勻過(guò)渡,有利于接頭力學(xué)性能的提高。
　　設(shè)計(jì)了五種不同成分的Ni-Cr-Si-B體系粉末中間層對(duì)IC10單晶合金與GH3039高溫合金進(jìn)行TLP擴(kuò)散焊,研究了降熔元素Si和B對(duì)接頭界面組織的影響,結(jié)果表明,B元素的降熔效果優(yōu)于Si元素,含量適中的降熔元素B對(duì)形成不含EZ區(qū)的TLP擴(kuò)散焊接頭能起到一定的促進(jìn)作用,含量太多或太少均不好;中間層Si含量的減少有