定向組織TiAl合金的連接工藝研究.pdf

1、本文針對航空發(fā)動機葉片的制造要求，對定向凝固TiAl基合金的連接工藝及機理進行了研究。分析了兩種不同釬料對接頭界面組織和剪切強度的影響，確定了每種釬料使用時的最佳連接規(guī)范參數(shù)。另外，還采用直接擴散連接的方法對TiAl基合金進行了連接，對不同參數(shù)下的接頭組織及強度進行了分析，確定了最佳工藝。分析了連接接頭的定向生長規(guī)律。
　　利用光學顯微鏡，掃描電鏡，X射線衍射，顯微硬度等分析方法對連接接頭組織進行了定性和定量分析，并對接頭強度進行

2、了測試。分析測試結果表明：對于Ag-Cu-Ti釬料釬焊接頭，在連接溫度為870℃，保溫時間為15min的釬焊條件下，接頭的剪切強度達到最大值178MPa。此時界面一側結構為TiAl/AlCuTi/AlCu2Ti/Ag基固溶體/AlCu2Ti/TiCu/Ti2Cu（對稱結構），隨著連接溫度的升高，接頭中心的AlCu2Ti/TiCu/Ti2Cu組織轉變?yōu)閺浬⒎植嫉腁lCu2Ti相。斷裂位置為AlCu2Ti相金屬間化合物層，生成的脆性相使接頭

3、強度降低。
　　對于Ti-Zr-Ni-Cu釬料釬焊接頭，在連接溫度為1050℃，保溫時間為10min的釬焊條件下，接頭的剪切強度達到最大值248MPa。此時界面一側結構為TiAl/母材與釬料的擴散層+Ti3Al/殘余釬料+ Ti3Al（對稱結構），母材與釬料的擴散層以及殘余釬料層都是接頭的薄弱區(qū)域，生成的各種脆性相使接頭強度降低。
　　對于直接擴散連接，接頭性能與界面接觸及元素擴散有直接關系。壓力保持為30MPa不變時，當連

4、接溫度為1200℃，保溫時間為60min的連接條件下，接頭的剪切強度達到最大值294MPa。繼續(xù)延長保溫時間，界面處再結晶后晶粒逐漸長的粗大，影響接頭性能的提高。本文針對航空發(fā)動機葉片的制造要求，對定向凝固TiAl基合金的連接工藝及機理進行了研究。分析了兩種不同釬料對接頭界面組織和剪切強度的影響，確定了每種釬料使用時的最佳連接規(guī)范參數(shù)。另外，還采用直接擴散連接的方法對TiAl基合金進行了連接，對不同參數(shù)下的接頭組織及強度進行了分析，確定

5、了最佳工藝。分析了連接接頭的定向生長規(guī)律。
　　利用光學顯微鏡，掃描電鏡，X射線衍射，顯微硬度等分析方法對連接接頭組織進行了定性和定量分析，并對接頭強度進行了測試。分析測試結果表明：對于Ag-Cu-Ti釬料釬焊接頭，在連接溫度為870℃，保溫時間為15min的釬焊條件下，接頭的剪切強度達到最大值178MPa。此時界面一側結構為TiAl/AlCuTi/AlCu2Ti/Ag基固溶體/AlCu2Ti/TiCu/Ti2Cu（對稱結構），隨

6、著連接溫度的升高，接頭中心的AlCu2Ti/TiCu/Ti2Cu組織轉變?yōu)閺浬⒎植嫉腁lCu2Ti相。斷裂位置為AlCu2Ti相金屬間化合物層，生成的脆性相使接頭強度降低。
　　對于Ti-Zr-Ni-Cu釬料釬焊接頭，在連接溫度為1050℃，保溫時間為10min的釬焊條件下，接頭的剪切強度達到最大值248MPa。此時界面一側結構為TiAl/母材與釬料的擴散層+Ti3Al/殘余釬料+ Ti3Al（對稱結構），母材與釬料的擴散層以及殘