钎焊工艺参数对纯Ni真空钎焊钎缝组织的影响.pdf

学兔兔 俘搭 钎焊专题 — 钎焊工艺参数对纯 Ni真空钎焊钎缝组织的影响 上海工程技术大学 材料工程学I~(201620) 陈 洁 于治水 苏 钰 秦优琼 江苏科技大学 材料科学与工程学院(镇江市 212003) 李瑞峰 摘要 为了研究Ni元素对镍基钎料钎焊接头组织的影响 ，以及更好的理解不同钎焊工艺参数下钎焊接头的 凝固现象及金属间化合物的形成行为，文中采用 BNi一2+40％BNi一5的混合钎料对纯Ni进行真空钎焊，运用金相分 析、扫描电镜分析 (SEM)、能谱分析 (EDS)及电子探针分析对钎焊接头显微组织、钎缝成分分布和相组成进行了研 究。结果表明，纯 Ni钎缝主要由Y．Ni固溶体和金属间化合物组成，钎缝中的化合物包括 cr-B，M—si和Ni—B三大 类，钎缝晶界处都产生了数量不均的空洞，随着保温时间的增加 ，等温凝固所得的 —Ni固溶体增多，钎缝中化合物 相应减少，界面空洞有增大、增多的趋势。 关键词： 钎焊工艺参数 镍基钎料 真空钎焊 纯Ni金属间化合物 中图分类号： 1-(3454 Ni为基材，钎焊温度为 1100℃，钎焊间隙为 30 m和 0 前 言 100 m，保温时间分别为5min，30min和60min，采用 镍基高温合金由于具有优 良的耐高温力学性能和 BNi．2+40％BNi一5的混合钎料，对纯 Ni进行真空钎 耐蚀性能，被广泛地应用于生产形状复杂、操作条件恶 焊。通过改变钎焊间隙和保温时间，对钎焊接头的显 劣的高温组件，如航空器和工业发电机的燃气涡轮发 微组织和成分分布进行了分析。文 中揭示 了钎焊体系 动机 ¨]。镍基钎料钎焊接头的高温强度和耐蚀性都比 中基本的合金化反应及金属间化合物的形成机理，可 其它类钎料优越，因此适合于航空发动机高温部件的 以用来指导和预测更为复杂的镍基高温合金钎焊体系 修复和连接工艺。然而，镍基钎料中含有较多的si，B 类似接头组织的演变规律，进而更好的优化钎焊工艺 等降熔元素，易形成许多脆性的共晶体，致使钎料很 参数。 脆。因此，采用镍基钎料对镍基高温合金进行钎焊时， 1 试样制备与试验方法 有必要研究一种可行的钎焊工艺，以改善由金属间化 合物导致接头力学性能降低的现象 。 试验进行母材为纯 Ni的真空钎焊，采用 BNi一2+ M．Pouranvari等人 采用非晶态 中间层 Ni-Si—B 40％BNi．5的镍基组合钎料。组合钎料以BNi．2作为 (MBF30)对 GTD一111镍基高温合金进行瞬态液相连 低熔点组分，BNi-5作为高熔点组分，一方面，由于两种 接，研究了si，B元素的扩散行为，发现保温时间的延 组分熔化温度不同，高熔点组分在一定程度上起到骨 长可减少钎缝中共晶组织的含量，保温75rain可获得 架和增加钎料粘度的作用；另一方面，由于高熔点组分 完全等温凝固的固溶体组织。尽管TLP连接在理想情 内降熔元素含量较低，在钎焊保温时，使得低熔点组分 况下能获得组织和性能与母材合金相似的接头，但是 的降熔元素(Si，B，C)向高熔点组分内扩散而使其浓度 接头中经常会形成金属间化合物，界面处母材也会发 降低，避免或减少了与基体的相互作用，因此可起到减 生部分溶解，一般通过优化钎焊工艺参数可以消除钎 小溶蚀 的作用。BNi-2和BNi．5钎料的成分