镍基单晶高温合金已经被广泛应用于先进航空发动机热端部件,随着航空工业的不断创新和发展,第四代镍基单晶高温合金已经开始在工程中应用,与之相关的加工制备技术也在不断发展,其中发展高质量的钎焊技术是重点工作之一。本文针对第四代镍基单晶高温合金开展不同工艺下的焊接实验,并对其焊接后的样品进行微观组织观察以及力学性能测试,分析不同钎焊工艺参数对接头组织演变、元素分布和力学性能的影响。采用座滴润湿性实验研究钎料合金Co38Cr Ni WSi B在母材合金表面上的润湿行为。在不同实验温度下润湿界面前沿都形成明显的润湿环,所测得润湿角均小于20°,这说明钎料与基材具有较好的润湿性。钎料和母材的真空钎焊实验可获得一个致密、完整的钎焊接头,接头由非等温凝固区、等温凝固区和母材三个部分组成。其中非等温凝固区中含有大量共晶化合物,采用EPMA、EDS、TEM选区衍射等方法对共晶化合物进行相鉴别,并总结出化合物的析出顺序;等温凝固区主要由γ和γ’相组成。此外,还采用EPMA方法并结合三元相图对母材中的特征元素进行分析,发现Re和Ru元素均扩散进入接头中心,Re元素主要富集在硼化物上,同时还发现Ru和Si元素的偏析现象,但没有形成化合物。对不同工艺参数下的钎焊接头微观组织进行分析,结果表明:随着钎焊温度的升高或钎焊时间的延长,钎焊接头非等温凝固区中硼化物体积分数均有所降低,等温凝固区宽度增加,接头中的Ni、Co、Cr、W等元素分布越来越均匀。此外,钎焊温度的提高使硼化物间隙区域逐渐由γ相转变为γ+γ’双相组织。相对于钎焊温度,钎焊时间所造成上述的影响较小。对典型工艺参数下的钎焊接头进行高温拉伸和持久性能测试,结果表明:随着钎焊温度的升高或钎焊时间的延长,钎焊接头的抗拉强度和持久寿命均有所提高,最高抗拉强度达到766 MPa,接近母材抗拉强度的70%;最高持久寿命达1421 h;断裂位置均发生在接头中心,无明显颈缩及塑性变形;随着持久寿命的延长,断裂模式由准解理断裂模式转变为准解理断裂与微孔聚合的混合断裂;裂纹萌生于微孔及脆性相处,扩展至亚晶界,最终发生断裂。本文实验结果有助于更好地了解第四代镍基单晶高温合金的钎焊接头微观结构特征,并为进一步优化钎焊接头的工艺参数提供参考。