置氫TC4鈦合金釬焊連接工藝研究.pdf

1、本文根據(jù)置氫TC4鈦合金組織以及性能特點，對其進(jìn)行了釬焊連接。實驗采用了Al-12Si、純鋁箔、Ti-Zr-Ni-Cu三種釬料，利用電子探針，掃描電鏡和X射線衍射等方法，研究了釬焊連接接頭界面組織特征及各相組成，并對接頭進(jìn)行了抗剪強度試驗，初步確定了每種釬料連接的最佳工藝參數(shù)。采用Al-12Si釬料、在較低的溫度下連接時，接頭界面組織由Al12Si3Ti5與Al5Si12Ti7的混合金屬間化合物層以及殘余釬料構(gòu)成。連接溫度升高，金屬間化

2、合物層增厚。接頭抗剪強度比較低，原因是Si元素擴散，導(dǎo)致在殘余釬料層與金屬間化合物層之間存在薄薄的一層純鋁，這正是斷裂發(fā)生的位置。不同氫含量母材得到的接頭組織以及力學(xué)性能差異不大，這在一定程度上說明氫在低溫下釬焊連接中沒有發(fā)揮作用。采用純鋁箔連接置氫TC4鈦合金，當(dāng)保溫時間為45min時，接頭由TiAl3金屬間化合物層與純鋁層構(gòu)成。延長保溫時間，整個接頭全部由TiAl3金屬間化合物構(gòu)成。接頭抗剪強度隨保溫時間的延長而下降，接頭強度下降的

3、原因一是接頭區(qū)域出現(xiàn)裂紋，可能成為斷裂的萌生區(qū)；二是由于接頭中大量縮孔的存在，減少了有效接觸面積，從而最終導(dǎo)致整個接頭抗剪強度降低。對比不同氫含量母材連接得到的接頭可以知道，氫含量0.3wt%的接頭區(qū)域最寬，這正是氫作用的結(jié)果。采用Ti-Zr-Ni-Cu連接時，固定保溫時間，當(dāng)連接溫度比較低時，接頭界面由母材向釬料中的溶解同時釬料中的合金元素向母材中擴散形成的Ti基固溶體以及中間殘余釬料層構(gòu)成。當(dāng)連接溫度高于一定值后，連接接頭完全由α+

4、β兩相組織組成。對于氫含量為0.0wt%、0.1wt%、0.3wt%的置氫鈦合金來說，當(dāng)連接溫度低于920℃時，隨連接溫度的升高，抗剪強度值緩慢上升，當(dāng)連接溫度為950℃時，抗剪強度突然大幅度增長，最高可達(dá)到498MPa；隨后繼續(xù)升高溫度，抗剪強度小幅度下降。而對于氫含量為0.5wt%的置氫鈦合金來說，當(dāng)溫度低于920℃時，抗剪強度沒有顯著的增加，當(dāng)溫度高于920℃時，抗剪強度隨溫度的增加而增加，只是增長較慢，并且抗剪強度值較低，最大只