dd3单晶合金瞬间过渡液相扩散焊接头组织与性能

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1、第"期))&单晶合金瞬间过渡液相扩散焊接头组织与性能!!!"单晶合金瞬间过渡液相扩散焊接头组织与性能李晓红!，"，钟群鹏!，曹春晓"（!#北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京!$$$%&；"#北京航空材料研究院，北京!$$$’(）摘要：采用粉状中间层合金)!*和非晶态箔状中间层合金)!+对镍基单晶高温合金))&进行了,-*扩散焊，并对接头组织与性能进行了分析研究。试验结果表明，)!*粉状中间层合金,-*扩散焊接头中存在明显的组织不均匀现象，经过高温长时间保温才可消除，而采用)!+非晶态箔状中间层合金,-*扩散焊))&合金更易获得与母材组

2、织一致的接头。在合适的规范下，两种中间层合金扩散焊的))&合金接头’%$.持久强度均达到或超过母材的’$/。关键词：单晶合金；,-*扩散焊；持久性能中图分类号：,01(2#!文献标识码：3文章编号：!$$(4($(&（"$$&）$"4$$$!4$5航空发动机性能要求的不断提高要求采用耐到一定温度时，中间层材料熔化填缝，并在随后保热温度更高的金属材料制造涡轮部件，单晶高温温时由于扩散重新变为固态，进而组织与成分均合金由于完全消除了晶界，因而消除了晶界偏析匀化，最终实现母材之间的高性能连接。本文以和晶界固有的缺陷，大大降低了裂纹发生的可能我国最

3、先研制成功的镍基单晶高温合金))&为性，工作温度比定向凝固合金提高($!!$$.，最研究对象，对其,-*扩散焊接头组织与性能进行高可达!!$$.。同时在叶片设计上采用具有复了分析研究。杂冷却通道的空心结构。显然单凭铸造技术制造这种结构复杂的空心叶片非常困难，甚至是不可!试验用材料、方法及设备能的，只有将铸造与焊接两种工艺相结合才能使其变为现实。试验用母材为))&单晶合金，其成分及单晶合金连接作为单晶高效气冷组合式叶片’%$.典型纵向拉伸持久性能示于表!，标准热处制造过程中最重要的关键技术之一，国外已对此理规范为!"($."18，39:%2$

4、."&"8，39。［!，"］进行了较多研究，美国*67公司已生产出,-*扩散连接所采用的中间层合金有)!*了对开复合式扩散连接的单晶叶片，并用于+!$$和)!+两种。其中)!*为;5$目粉，其成分除发动机。采用的方法主要是瞬间过渡液相（,-*）含有
&/降熔元素硼，铝含量稍高于母材外，扩散焊。其原理是采用某种特殊成分的合金作为其他元素含量与))&相当。而)!+则是按将中间层材料，预置于接头的上方或接头中，在加热))&母材中的铝、钛去除后再加&#%/硼配制而表!))&单晶合金化学成分及’%$.典型持久性能,<=>?!98?@AB<>BC@

5、DCEAFACGEEFJ?EE4JKDFKJ?DJCD?JFA?E?BJIEF<>EKD?J<>>CI98?@AB<>BC@DCEAFACGE，NF/OFJ?EE4JKDFKJ?DJCD?JFA?E99JPA9C73>,A+?QCRSJQGOA#!$$8#"$$8!’#$!1#(!(#$!(#(!!#2!!&#(!!!!!R<>#""5Q*<"$!Q*<$#$!!$#$(#(5#$5#""#1$#(1#($#$$($#$$($#"$#"成，使用形式为厚$#$"@@的非晶态箔材。收稿日期："

6、$$&4$&4!"为了防止由于机械加工应力导致在焊接热循作者简介：李晓红（!’5"4），男，研究员，主要从事新型材环中母材发生再结晶，焊前表面准备采用了固溶万方数据料的焊接研究工作。?航空材料学报第?:卷时效处理!线切割!磨削加工方法，连接面的粗糙度为"#$。焊前所有试样均用丙酮超声波!%清洗去油。连接采用了扩散焊与固溶处理在同一规范下进行的联合工艺，即连接温度与母材固溶处理温度相同，保温时间则根据接头持久性能要求通过试验确定。图"接头性能试样接头金相试样和性能试样均为对接试样，当)*+#",-./%0123./435/446578375/

7、3/4348/-*%/9中间层合金为粉状时（&"’），先将(#"%%厚的不锈钢垫片夹在试样连接面两端，并用氩弧点焊定手段对不同规范下扩散焊接头组织进行了观察分位，然后象通常钎焊填加钎料那样将粉状中间层析。合金置于试样上方，用粘结剂定位。连接时，中间试验设备为双室气淬真空钎焊炉，设备最高层合金熔化流入缝隙中形成接头。中间层合金为加热温度":;(<，炉膛均温区=((%%>:((%%非晶态箔（&")）时，则将二层箔直接夹在连接面@?>$?(%%，焊接时的热态真空度优于?>"(’0，之间，用夹具固定后即可入炉焊接。另对单晶合整个操作过程由微机控制。

8、金试样焊接还有一个特殊要求，即必须保持两连接面具有一致的晶体取向，以避免或减少在接头?试验结果及讨论中形成降低力学性能的晶界。试验中该问题通过试样严格配对加工和加工后用夹具精确保