机械工程学报

作者：李力, 王一轩, 罗芬, 张文涛, 赵巍, 李小强

单位：1. 华东交通大学材料科学与工程学院 南昌 330013;2. 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室 南昌 330013;3. 华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心 广州 510641

关键词：钛基粉末钎料,钛铝合金,钎焊时间,界面显微组织,抗剪强度；

基金：国家自然科学基金(51865012)、江西省自然科学基金(20202BABL204040)、江西省教育厅科学技术研究(GJJ170372)和国家金属材料近净成形工程技术研究中心开放基金(2016005)资助项目。

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。

来源：2024年第8期

《机械工程学报》期刊编辑部

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