合金与镍基高温合金的扩散连接
Publisher: Administrator Date:2022-05-11
采用钛为中间层,对 TiAl 合金与镍基高温合金( GH99) 进了扩散连接. 研究了 扩散连接接头的界面结构和连接温度对界面结构及连接性能的影响,并对连接界面反 应层的形成机制进行探讨.
TiAl 合金是应用于航空、航天飞行器热端部件 的理想候选材料[1],相比于传统应用的镍基高温合 金,TiAl 合金的部分取代能显著减轻飞行器的重量, 提高其发射及飞行效率. 因此研究 TiAl 合金与镍基 高温合金的连接对于加强 TiAl 合金在航空航天等 领域的广泛应用具有重要意义. 目前,用于 TiAl 合 金连接的方法主要有氩弧焊、电子束焊、摩擦焊、钎 焊和扩散焊等[2 - 6],其中扩散连接可以实现异种材 料高精度、高质量的连接,且可控制焊缝中脆性金属 间化合物的生成. 因此,大多数情况下采用扩散连 接方法实现 TiAl 合金与异种材料的连接[7]. TiAl 合金与 Ni 基高温合金直接扩散连接时,大 量 Ti-Ni-Al 三元金属间化合物的生成导致强度较 低[8]. Li 和 Luo 等人[1,8]用超塑性扩散连接能够在 比常规扩散连接低的温度下,得到比直接扩散连接 强度高的接头. Ramos 等人[9]采用多层纳米 Ni /Al 薄层作为中间层也实现了 γ-TiAl 合金与镍基合金 的连接. 但超塑性扩散连接和磁控溅射镀膜作中间 层的扩散连接,工艺复杂,成本较高,对于实际应用 中的一些大型复杂构件,难以操作. 文中采用钛箔作中间层扩散连接 TiAl 及镍基 高温合金,克服采用超塑性扩散连接和磁控溅射中 间层扩散连接等方法成本高、对母材表面状态要求 高及工艺复杂的缺点,对焊后接头的界面结构和性 能进行系统研究,揭示了界面反应层的形成机制.