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钛铝合金真空扩散焊工艺及性能

发布人:管理员 发布时间:2022-05-13


真空扩散焊 Ti3Al 合金具有较高比强度和比弹性模量[1,2], 在高温时仍可以保持足够高的强度和刚度,同时它还具有优良的抗蠕变和抗氧化能力,这些优点使其成为近年来重点开发和广泛应用的高温结构材料是 Ti-Al 系金属间化合物中最优先接近实用化的材 料[3 - 6]. 虽然优点众多,但是单相 Ti3Al 金属间化合 物的室温塑性仍然在 1% 以下[7],为了改善其塑性, 引入第二相铌进行合金化,得到的 Ti2AlNb 合金具 有较理想的比强度、优良的塑韧性和抗蠕变能力,在 航空航天发动机热端部件方面具有相当的应用前 景[8 - 11]. Ti2AlNb 合金的应用可以实现运载工具的 减重. 由于 Nb 原子质量较大,Ti2AlNb 与 Ti3Al 相比 密度较高,在保证强度和可靠性的前提下常将二者 配合使用,以 Ti2AlNb 为环体,Ti3Al 为叶片的结构能更好的达到减重目的,因此研究 Ti2AlNb 与 Ti3Al 的焊接具有重大意义.

真空扩散焊 目前对 Ti2AlNb 连接的方法主要有熔化焊、钎焊和扩散焊,熔化焊和钎焊容易引入杂质,接头质量及性能受到一定限制,而扩散连接变形小,精度高,组织均匀等优点,可以实现高质量的连接. 扩 散 连 接 Ti2AlNb 和GH4169 合金,使用 Nb /Ni 作为中间层,得到的接头组织为:Ti2AlNb /高 Nb 的 O 相/Ti-Nb 固溶体/残留Nb 层/Ni3Nb2 /Ni6Nb7 /GH4169.以Ti-15Cu-15Ni 合金薄片为中间层,采用 TLP 技术连接 Ti-22Al-25Nb,得到的接头界面组织主要为基体相 B2 和一定量的 α2,O 相. 室温抗拉强度 1 041MPa,达到了原始母材强度的 95% . 目前对 Ti3Al 和Ti2AlNb 的扩散焊接,过高的连接温度会导致 Ti3Al 母材性能下降,为解决这一问题,以钛箔作为中间层,进行 Ti3Al 和 Ti2AlNb 的扩散焊接,研究了工艺参数对接头界面组织和力学性能的影响.
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