机械工程学报

作者：张振阳, 王景宽, 李鹏, 王银晨, 李超, 张亮亮, 董红刚

单位：大连理工大学材料科学与工程学院 大连 116024

关键词：异种材料连接,钎料设计,钎焊,界面组织,力学性；

基金：国家重点研发计划(2023YFB3407500)和国家自然科学基金面上(52075074，52375313)资助项目。

Ti2AlNb与GH4169合金的可靠连接对降低飞行器重量、提高飞行效率，并拓展Ti2AlNb合金的应用范围有重要意义。针对钛铝系合金与镍基高温合金焊后接头易产生较大残余应力和多种TiNi脆性金属间化合物的问题，本研究基于界面相容性原则设计了类Ti元素与类Ni元素接近1∶1的(TiZrHf)50(NiCu)45Al5高熵非晶钎料，研究不同钎料成分和钎焊温度对Ti2AlNb与GH4169合金钎焊接头界面组织及性能的影响规律。结果表明：(TiZrHf)50(NiCu)45Al5钎料钎焊接头典型界面组织为Ti2AlNb合金/B2+固溶了Ni和Cu元素的Ti2AlNb相(I区)/(Ti, Zr, Hf)(Ni, Cu, Al)2+(Ti, Zr, Hf)(Ni, Cu)2(II区)/(Ni, Cr, Fe, Ti)ss+(Ni, Cr, Fe)ss(III区)/GH4169合金。钎料成分和钎焊温度分别对钎缝II区反应物相形成与反应物相组织演变有较大影响。采用(TiZrHf)30(NiCu)65Al5钎料钎缝II区主要由(Ti, Zr)(Ni, Cu, Al)2相、Al(Ni, Cu)2Ti相和Ti(Ni, Cu)2相组成，采用(TiZrHf)40(NiCu)55Al5钎料钎缝II区主要为(Ti, Zr, Hf)(Ni, Cu)相。随钎焊温度升高，钎缝II区厚度呈现先减小后增加的趋势。采用(TiZrHf)50(NiCu)45Al5钎料钎焊接头在1 035 ℃/15 min时剪切强度达到最大为305 MPa。断裂主要发生在母材与钎料的界面处，随钎焊温度升高，接头断裂位置逐渐转移至钎缝II区，断口形貌为典型的解理断裂特征。钎焊接头界面组织的形成机理可划分为原子的固态扩散、液相生成与冶金反应、等温扩散凝固和反应物相生长与演变四个阶段。

来源：2024年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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