论文部分内容阅读
镍基单晶高温合金是先进燃气涡轮发动机最主要的叶片材料之一,对于复杂冷却结构的叶片,单凭铸造技术是很难实现的,其制造过程涉及到材料的连接.但是高温合金的可焊性差,限制了熔焊技术的使用.瞬态液相连接(Transient liquid phase bonding)综合了扩散连接和高温钎焊的优点,适合于难以熔焊的先进材料的连接.该文围绕DD98镍基单晶高温合金的TLP连接开展了以下研究工作:针对DD98镍基单晶高温合金基体成分特点研制了两种镍基中间层合金钎料:(1)利用液态急冷单辊法制备了Ni-Cr-B非晶箔带;(2)利用超声气体雾化法制备了一种新型Ni-Cr-Co-W-Mo-B粉状钎料,钎料呈较规则的球形,由γ和M23B6组成,采用热轧工艺将粉末钎料加工成具有良好柔韧性又有一定强度的柔性布,这种钎料的成分为首次使用.这两种钎料的化学成分均匀,熔化温度适当,适于作为中间层合金钎料.结合硼化物的形成、特征和消失过程,详细地研究了TLP连接过程中接头组织成分变化特点.TLP接头组织和成分与接头间隙、连接温度、保温时间和焊后热处理有关.接头间隙越小,硼的扩散距离越短,越容易获得无析出相的固溶体组织;连接温度越高,硼的扩散系数越大,有助于硼化相的消失,缩短等温凝固时间;若连接温度不变,保温时问增加时,硼化物减少;等温凝固结束后,接头中的硼化物全部消失.该文利用EBSD方法研究了DD98合金连接中的单晶行为.结果表明,等温凝固过程中,基体金属从固相向液相推进中外延生长,连接层与所连接的基体金属的结晶学取向一致,TLP连接DD98合金中实现了连接件整体的单晶化,这是研究工作中的一项创新.设计了Ni-Cr-B和Ni-Cr-Co-W-Mo-B钎料TLP连接DD98单晶合金的工艺;室温和高温下的拉伸实验结果表明,TLP连接的拉伸强度与基体金属几乎相同;在10l0℃/248MPa下,Ni-Cr-B钎料TLP连接DD98合金后的持久强度达到基体金属的92％,Ni-Cr-Co-W-Mo-B钎料TLP连接DD98的持久强度相当于基体金属的80％;使用硼作为降熔点元素加入中间层合金中,对接头性能无明显不利的影响.