钼基钎料真空钎焊TZM合金组织性能研究

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1、学校代码10459学号或申请号201512192444密级硕士学位论文钼基钎料真空钎焊TZM合金组织性能研究作者姓名：王鸿杰导师姓名：刘胜新教授龙伟民研究员学科门类：工学专业名称：材料加工工程培养院系：材料科学与工程学院完成时间：2018年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterInvestigationonMicrostructureandPropertiesoftheTZMAlloyBrazedbyMo-based

2、FillersByHongjieWangSupervisor:Prof.ShengxinLiuResearcherWeiminLongMaterialProcessingEngineeringSchoolofMaterialScienceandEngineeringMay2018摘要摘要TZM合金具有高熔点、良好的耐腐蚀性，优异的导电导热性能以及线膨胀系数低等特点，是良好的热能存储材料，因此TZM合金被广泛应用在航空航天、核工业和电子行业等重要领域。TZM合金的再结晶温度在1400℃以上，而现在

3、钎焊TZM合金的钎料熔点一般在1000℃以下，为了扩展TZM合金的应用范围，开发新型的高温钎料一直是钎焊领域关注的焦点。本文首先自制了钼镍钛（Mo-52.3Ni-xTiwt.%）和钼钴钛（Mo-63Co-xTiwt.%）[x=0,1,3,5,7,9]高温钎料。利用真空钎焊炉钎焊工业TZM合金，最后借助金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射分析、润湿试验、显微硬度试验、剪切试验以及断口形貌分析等试验分析方法，研究了两种不同类型钎料及其接头的显微组织和性能，初步探讨了钎料中Ti元素在真空钎

4、焊中的扩散行为，进一步分析了Ti元素分布与接头组织和性能之间的相互性及其作用机理。结果表明，采用Mo-52.3Ni钎料真空钎焊TZM合金时，焊缝表面光滑平整，但是焊缝的内部存在扁平状孔洞，这些孔洞大多穿过晶体的内部；采用Mo-52.3Ni-1Ti和Mo-52.3Ni-3Ti钎料真空钎焊TZM合金时，焊缝中存在微小的气孔和夹渣，钎料渗入母材中的量很少；采用Mo-52.3Ni-5Ti钎料真空钎焊TZM合金时，焊缝熔合线处有轻微的熔蚀现象，但是焊缝的宽度一致，焊缝中不存在夹渣、气孔和裂纹等缺陷；采用M

5、o-52.3Ni-7Ti和Mo-52.3Ni-9Ti钎料真空钎焊TZM合金时，接头的界面组织明显发生改变，而且钎料对母材有很强的熔蚀。Mo-52.3Ni基钎料在焊接TZM合金时，焊缝中主要含有MoNi相和Ni3Mo相等化合物，随着Ti含量的加入，焊缝中会出现Ti基固溶体和Ni3Ti相。剪切结果表明，当Mo-52.3Ni中Ti含量为5%时，真空钎焊TZM合金接头剪切强度最高，为186.43MPa。采用Mo-63Co钎料真空钎焊TZM合金时，钎焊后，母材和焊缝平整均匀，母材无熔蚀现象，焊缝的熔合线平

6、滑，在焊缝的内部无缺陷；Mo-63Co-1Ti钎料真空钎焊TZM合金时，焊缝处有显微裂纹，母材无熔蚀现象，焊缝的熔合线平滑；Mo-63Co-3Ti钎料真空钎焊TZM合金时，焊缝中有显微裂纹，钎料在焊缝中熔解充分，焊缝中晶粒较为细小；Mo-63Co-5Ti真空钎焊TZM合金时，焊缝的结合处没有熔蚀现象，而且没有夹渣、气孔，但是有裂纹缺陷；Mo-63Co-7TiI摘要真空钎焊TZM合金时，焊缝中的显微组织较为粗大，而且在熔合线附近存在缩孔、缩松与显微裂纹等缺陷，有轻微的熔蚀；Mo-63Co-9Ti真

7、空钎焊TZM合金时，焊缝中存在较大的缩孔，有明显的晶间渗透现象。Mo-63Co基钎料真空钎焊TZM合金时，焊缝中主要含有Co7Mo6相、Co3Mo相和Co2Mo3相等化合物，随着Ti含量的加入，焊缝中出现Ti基固溶体。剪切结果表明，Mo-63Co钎料Ti含量为3%时，TZM合金接头剪切强度最高为191.6MPa。综上所述，Mo-52.3Ni-5Ti和Mo-63Co-3Ti真空钎焊TZM合金时，综合性能最优。关键词：真空钎焊TZM合金钼镍钛钎料钼钴钛钎料剪切强度IIAbstractAbstract

8、TZMalloyisagoodthermalenergystoragematerialwithhighmeltingpoint,goodcorrosionresistance,excellentelectricalandthermalconductivityandlowcoefficientoflinearexpansion.Therefore,TZMalloyiswidelyusedinaerospace,nuclearindustryandelectronicsindustry,etc.im