Ti2AlNb相合金Ti-22A1-25Nb的TLP扩散连接.pdfVIP

第37卷 第12期 稀有金属材料与工程 V01．37，No．12 2008矩 12月 RAREMETAL～姗ERIALSANDENGINEERING December2008 邹贵生，白海林，谢二虎，吴爱萍，王庆，任家烈 (清华大学教育部先进成形制造重点实验室，北京100084) 摘要：以Ti．15Cu．15Ni合金薄带作中间层，用Gleeble 行TLP扩散连接。研究了连接参数对接头组织演变、元素分布、接头强度及其断裂特征的影响。结果表明，接头形成 过程由5个阶段组成，Nb是接头成分均匀化的扩散主控元素。适当延长保温时间和适当提高连接温度有利于获得组织 与成分均匀的高强接头。保温结束后接头快速冷却时，其连接区室温组织为口2相；而采用慢冷工艺有利于促进高温口 相的相变从而改善连接区组织，室温组织为B2相基体和少量吐2、O相。连接温度和保温时间分别为990℃和90min 且采用慢冷工艺时，接头的室温和650℃抗拉伸强度分别为1041MPa和659MPa，分别达到原始母材强度的95％和81％， 明显高于采用快冷工艺的接头强度。 关键词：Ti2AINb相合金；TLP扩散连接：显微组织 ， 中图法分类号：TG453+．9 文献标识码：A 文章编号：1002．185X(2008)12．2181．05 轻质耐高温金属间化合物Ti3Al基合金通常指以 粒状D相，如图1所示。中间层材料采用快速冷却甩 Ti．(22-25)A1．(10～30)Nb(at％)为基本成分并含少量V、 at％～30 Mo、Ta等元素的合金。当Nb含量为23at％时， 合金室温组织除基体相B2外，还含一定量的第二相 和932℃。 Ti2AINb(又称D相)。其中，B2相是由高温状态的无 ’ 序体心立方∥相快速冷却得到的有序化结构，Ti2AINb 沿轧制方向将待连接母材制作成圆棒，尺寸为4,8 mm×32～35mm。母材沿轧制方向的室温和650℃的 相形成于亚稳的口2相或由有序密排六方a2相(Ti3AI MPa。TLP 相)发生小的扭转且Nb在某些点阵位置有序化得到， 平均抗拉伸强度分别为1096MPa和809 所以上述高Nb合金又称Ti2AINb相合金或D相合金。扩散连接实验采用Gleeble1500D高性能动态．热力学 Pa。 模拟试验机进行。连接过程中，真空度达到10。3 与眈、超a2合金相比，Ti2A1Nb相合金具有更好的综 合性能特别是室温塑性，将用作航空航天、能源、交通 通过对试样直接通电流来实现加热，升温速度控制在 等领域的高温结构材料，工作温度范围为600—7504。C／s；为确保中间层材料在加热时与母材充分接触， ℃【1~3】。高质量的连接技术是其用作结构材料的关键， 室温到400℃的加热阶段对试样施加20MPa的轴向 压力，之后卸掉全部载荷。试样保温结束后，采用两 但迄今为止，关于Ti2AINb相合金的连接技术研究还未 见公开报道【4】oTLP(transient 种冷却方式，其一为快速冷却工艺：保温结束后停止 liquidphase)扩散连接 方法综合了钎焊和固态扩散连接两者的优点，即，既能 加热，试样在保温温度～700℃之间的自然冷却速度从 在较低温度下实现冶金连接，又能获得高