TiBw-TC4復(fù)合材料與Ti60合金釬焊工藝及機(jī)理研究.pdf

1、TiBw/TC4是以TiB晶須為增強(qiáng)相，TC4為基板的復(fù)合材料(TiBw/TC4)，其具有比傳統(tǒng)鈦合金更好的力學(xué)性能，耐磨性以及高溫性能。Ti60為近α高溫鈦合金，其具有良好的高溫力學(xué)性能及高溫抗氧化性能，使用溫度可達(dá)600℃?？梢?，實(shí)現(xiàn)兩種材料的可靠連接，可以推廣Ti合金在高溫下的應(yīng)用。本課題為了優(yōu)化TiZrNiCu釬料釬焊Ti合金接頭性能，開發(fā)了復(fù)合釬料TiZrNiCu+B，釬焊過程中B元素與Ti元素發(fā)生原位自生反應(yīng)生成TiB晶須，

2、起到增強(qiáng)釬縫作用。首先研究了復(fù)合釬料在Ti60合金上潤濕性能，之后使用TiZrNiCu釬料和TiZrNiCu+B復(fù)合釬料實(shí)現(xiàn)了Ti60和TiBw/TC4的釬焊連接，研究了釬焊工藝參數(shù)及釬料中B的含量對接頭微觀組織及力學(xué)性能的影響，明確了最佳的工藝參數(shù)以及加入B的最佳含量，并分析了B對釬焊接頭力學(xué)性能的強(qiáng)化機(jī)理。
　　釬焊溫度940℃，保溫10min，使用TiZrNiCu釬焊TiBw/TC4和Ti60，典型界面微觀組織為：TiBw/

3、TC4/α-Ti+β-Ti+TiB/(Ti,Zr)2(Ni,Cu)/α-Ti+β-Ti/Ti60。隨著釬焊溫度的升高，接頭中(Ti,Zr)2(Ni,Cu)金屬間化合物層厚度降低，當(dāng)釬焊溫度為1020℃，化合物帶消失。斷口分析表明，釬焊溫度較低，接頭斷裂位置主要發(fā)生在脆性金屬間化合物處。升高釬焊溫度促進(jìn)了元素的擴(kuò)散，提高了接頭的連接強(qiáng)度，1020℃下接頭達(dá)到最高剪切強(qiáng)度208MPa。進(jìn)一步提高釬焊溫度，母材及釬縫組織變得粗大，接頭剪切強(qiáng)度

4、下降。
　　TiZrNiCu+B復(fù)合釬料在Ti60合金上潤濕實(shí)驗(yàn)表明，B對TiZrNiCu釬料的潤濕性有抑制作用，增加B質(zhì)量分?jǐn)?shù)使得復(fù)合釬料的潤濕性下降。940℃保溫10min，使用TiZrNiCu+B釬料釬焊TiBw/TC4及Ti60，接頭的典型界面微觀組織為：TiBw/TC4/α-Ti+β-Ti+(Ti,Zr)2(Ni,Cu)/(Ti,Zr)2(Ni,Cu)+TiBw/α-Ti+β-Ti+(Ti,Zr)2(Ni,Cu)/Ti6