机械工程学报 ›› 2024, Vol. 60 ›› Issue (8): 176-185.doi: 10.3901/JME.2024.08.176
李力1,2,3, 王一轩1,2, 罗芬1,2, 张文涛1,2, 赵巍1,2, 李小强3
LI Li1,2,3, WANG Yixuan1,2, LUO Fen1,2, ZHANG Wentao1,2, ZHAO Wei1,2, LI Xiaoqiang3
摘要: 基于Kissinger方程计算激活能对机械球磨法制备的(TiH2-65Ni)1-x(TiB2)x(x=0~17.70wt.%)复合粉末钎料进行成分优化,并采用TiB2含量为8.16 wt.%的最优钎料在1 230℃下钎焊连接Ti-47Al-2Nb-2Cr-0.15B (at.%)合金。系统研究TiAl钎焊接头界面组织和形成机理以及钎焊时间(0~20 min)对接头界面组织和抗剪强度的影响规律,并在详尽分析接头界面组织与抗剪强度关联性基础上揭示TiB晶须的强化机制。结果表明,TiAl钎焊接头界面组织为γ-TiAl/α2-Ti3Al+τ3-Al3NiTi2(层Ⅰ)/τ3-Al3NiTi2+α2-Ti3Al(层Ⅱ)/α2-Ti3Al+τ3-Al3NiTi2+TiB(层Ⅲ)/τ3-Al3NiTi2+α2-Ti3Al(层Ⅱ)/α2-Ti3Al+τ3-Al3NiTi2(层Ⅰ)/γ-TiAl。随着钎焊时间的增加,与钎缝基体热力学相容性较好的TiB晶须长径比先增大而后团聚堆积,钎缝中孔洞先消失而后又出现,时间过长时钎缝中还会存在裂纹和高的残余应力,导致接头抗剪强度先增加后急剧减小。钎焊时间10 min时,接头抗剪强度达到最大值332.87 MPa,以准解理断裂方式脆断于层Ⅱ中。通过改变钎焊时间来调控TiAl合金的溶解和扩散量以期生成较多大长径比的TiB晶须,促使接头组织细化、物相分布均匀,为TiAl合金的推广使用及其高质量钎焊连接提供技术支撑。
中图分类号: