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钛合金和铝合金的焊接过程中,在Ti合金/Al合金界面处极易生成各种脆性的金属间化合物,制约着接头的结合性能。本文以Ti-6Al-4V钛合金为母材,选用Al-12Si作为钎料,主要研究了在Ti合金热浸Al-12Si钎料的过程中Ti合金/Al-12Si固液界面之间发生的反应,以及温度、保温时间、冷却条件及施加超声波振动对Ti合金/Al-12Si界面结构的影响规律,阐明了金属间化合物的生长规律及转变机理。通过SEM观察、结合EDS和TEM分析,确定了Ti合金/Al-12Si界面层的物相组成。700℃Ti合金热浸Al-12Si时,界面处只生成了一种金属间化合物,颗粒状的Ti7Al5Si12,堆积在铝合金基体中。延长保温时间、降低冷却速度以及添加较长时间超声波时,都可以使界面层的厚度增加。界面层的硬度为~12.7GPa,弹性模量为~226.8GPa。800℃Ti合金热浸Al-12Si时,界面层由三种金属间化合物组成,靠近钛合金基体的连续薄层TiSi,在TiSi层和铝合金钎料之间分布的块状的TiAl3,在TiAl3中穿插分布的条状的Ti7Al5Si12,在TiAl3中,Si元素以固溶的形式存在,固溶度一般为14at.%-15at.%。缓慢冷却过程时,界面处条状的Ti7Al5Si12的数量增多。界面层的硬度为~9.2GPa,弹性模量为~193.7GPa。较长时间添加超声波时,界面层的厚度均明显增加,超声作用加速了Ti合金/Al-12Si的界面反应。通过金属间化合物的演变试验,可以确定Ti合金/Al-12Si界面处金属间化合物的生长及转变机制。Si元素的分布对界面反应具有重要影响,在700℃保温过程中,Si元素向界面处扩散,在Ti合金/Al-12Si界面处Ti原子、Al原子和Si原子发生反应生成金属间化合物Ti7Al5Si12,在温度升高的过程中,Ti7Al5Si12会发生分解反应,产物之一为TiAl3,Si元素以固溶的形式分布在TiAl3中,当温度足够高时,界面处的Ti原子、Al原子也会直接反应生成金属间化合物TiAl3,长时间保温过程中,以TiAl3为主的界面层逐渐增厚,从800℃开始冷却的过程中,铝合金中的Si元素会向界面处扩散,与TiAl3相互作用转变生成Ti7Al5Si12。