钛基钎料高温钎焊TZM界面行为及热稳定性研究（英文）

路全彬¹，钟素娟¹，李胜男^1,2，张雷¹，裴夤崟¹，龙伟民¹

1. 郑州机械研究所有限公司新型钎焊材料与技术国家重点实验室2. 清华大学

摘 要：采用Ti-8.5Si、Ti-33Cr和Ti-30V-3Mo钎料实现了钛锆钼（TZM）合金的高温真空钎焊连接,借助SEM、EDS及润湿性试验和抗剪试验等分析方法,研究了钛基钎料高温钎焊TZM及钎焊接头经高温热循环后的热稳定性。结果表明,Ti-8.5Si、Ti-33Cr在1520oC/6min的工艺条件下良好润湿TZM,润湿角分别为10o和9o,Ti-8.5Si钎料的铺展面积大于Ti-33Cr钎料的铺展面积,Ti-30V-3Mo钎料在1680oC/8 min的条件下在TZM板上的润湿角为5°。Ti-8.5Si/TZM接头界面形成（Ti, Mo）固溶体,钎缝中心由（Ti, Mo）固溶体和Ti5Si3相组成。Ti-33Cr/TZM接头界面形成（Ti,Mo）固溶体,钎缝中心由（βTi,Cr）固溶体和αTi+（αTi+αTi Cr2）共晶组成。Ti-30V-3Mo/TZM接头,钎缝区主要由（βTi, V）固溶体和αTi组成,界面区由Ti与Mo形成（Ti,Mo）固溶体。3种钎料钎焊TZM,均形成固溶体钎焊接头而实现钎料与TZM的冶金结合,钎焊接头强度分别为135.8 MPa（Ti-8.5Si）、132 MPa（Ti-33Cr）和131 MPa（Ti-30V-3Mo）。Ti-8.5Si/TZM、Ti-33Cr/TZM接头经过1200oC/60min没有观察到明显的晶间渗入和母材溶蚀,界面固溶体结合形式无变化。Ti-30V-3Mo/TZM接头经过1550oC/60 min热循环后,观察到1个晶粒深度的晶间腐蚀,没有明显的母材溶蚀现象,且界面依然保持固溶体结合形式。3种钛基钎料可实现TZM的高温钎焊,依靠界面固溶体实现冶金结合,经高温长时间热循环后钎焊接头组织性能稳定,发生晶间渗入敏感性低,为TZM的高温应用连接提供理论与试验指导。

关键词：钛锆钼合金;高温钎焊;钛基钎料;晶间渗入;热稳定性;