论文部分内容阅读
TC4(Ti-6Al-4V)是目前使用最为广泛的钛合金,它具有(α+β)两相结构及优异的力学性能,故寻找可靠的连接工艺具有很高的现实意义。真空钎焊具有接头牢固、焊接过程中无杂质气体影响、焊接应力及变形小等特点,且非晶态钎料具有熔点低、熔融铺展性好、耐腐蚀性好及使用方便等特点,故选择非晶态钎料代替传统晶态钎料对于TC4钛合金进行真空焊接连接。目前,真空钎焊TC4普遍使用的非晶态钎料为Ti37.5Zr37.5Ni10Cu15,其接头牢固,但脆性较大。本文通过添加合金元素Sn及Al,制备出Ti35Zr35Ni10Cu15Sn5及Ti35Zr35Ni10Cu15Al5两种新型非晶态钎料,期待在降低钎焊温度的同时可有效提高焊接质量,并减少接头脆性。由钎料的XRD及DSC曲线发现,三种钎料均为非晶态且添加Sn及Al的钎料的熔点有所降低。选择920oC、940oC及960oC三个钎焊温度,分别保温20及40min后随炉冷却至室温,后分别利用金相显微镜、XRD、SEM、EDS、显微硬度仪及电子万能材料实验机对焊缝界面形貌、相组成及力学性能进行分析。使用三种钎料钎焊时,提高钎焊温度或延长保温时间均有助于合金元素的扩散,进而减少焊缝内金属间化合物的数量。在920oC低温钎焊时焊缝内均出现大量金属间化合物,由XRD及EDS分析其为脆性金属间化合物CuTi2、AlNi及NiCu,严重影响焊接质量。940oC钎焊时,Ti35Zr35Ni10Cu15Sn5焊缝由针状α-Ti及共析组织构成,而Ti37.5Zr37.5Ni10Cu15及Ti35Zr35Ni10Cu15Al5焊缝内依旧出现大量脆性金属间化合物。960oC钎焊时,所有焊缝内均由共析组织及片状α+β组织形成,如果延长保温时间至40min,使用钎料Ti37.5Zr37.5Ni10Cu15钎焊时,焊缝内出现粗大晶粒,降低了焊接质量。