随着航空及船舰工业的快速发展,其核心热端部件的连接修复技术成为了热点研究方向,并成为该领域持续发展的重要组成部分。由于热端部件复杂特殊的结构以及高昂的成本,亟需钎焊连接技术对该单晶高温合金的进行制造和修复。本文采用自主研发的B-Co38Cr钎料对第三代含Re镍基单晶高温合金进行钎焊连接,研究不同工艺对接头元素扩散行为、组织演化过程、及接头力学性能的影响,获得高性能接头实现该单晶高温合金高质量连接。将各个参数条件下的接头进行焊接实验,每个接头均包含三部分部分:钎料合金区、等温凝固区以及扩散影响区。钎料合金区中析出相主要组成为Cr B、Ni-Co固溶体、富Cr碳化物颗粒、M2B2,当焊接温度升高至1290℃时析出γ′强化相。等温凝固区主要由γ-Ni初生相以及γ′相组成,γ′相的形貌与母材中的正方形不同而是呈球型,且数量随钎焊温度的升高而增加并向钎料合金区推进与之连接成整体。扩散影响区析出相为富钽化合物,其数量少尺寸较小对接头力学性能几乎不产生影响。对钎焊温度、保温时间、焊接间隙三种焊接工艺参数下接头进行显微组织分析:焊接温度的适当提高增加了钎料流动性促进元素相互扩散,同时减小钎料合金区硼化物析出量,固溶体组织相对增加。增加保温时间延长了元素扩散过程,母材和钎料之间的元素扩散更加充分,合金区析出相尺寸减小但变化幅度不大,母材溶解量、焊缝最终宽度、等温凝固区厚度均增加。焊接间隙决定了元素扩散的距离,间隙较大元素将不能充分扩散,钎料合金区以及扩散影响区将存在大量析出相。较小间隙的接头钎料合金区宽度较窄,占据整个接头不到1/3的宽度,由于焊接温度和保温时间的原因并未实现完全等温凝固,但接头已趋近于均质化。焊接温度实验组在高温拉伸和持久力学性能测试中,1290℃/60min工艺条件下的接头抗拉强度最高为355MPa,同时持久寿命也达到同实验组中最高的81.5h。保温时间实验组的力学性能测试中,1230℃/90min工艺条件下的接头抗拉强度最高为341MPa,持久寿命61.89h为同组最高值。裂纹的产生和延伸主要是因素是钎料合金区中的脆性相,接头呈准解理断裂特征。结合组织分析随着焊接温度以及保温时间的增加,元素的充分扩散使得合金区脆性相析出量下降,接头断裂源与微孔等缺陷的减少改善接头了力学性能。通过对接头各个区域进行显微硬度测试,钎料合金区的平均硬度高于等温凝固区与母材基体,主要是合金区脆性相数量多分布广导致,等温凝固区无硬脆相析出其硬度与母材基体相差较小。