K24/GH648异种高温合金钎焊工艺及机理研究

摘要

本文结合发动机涡轮导向器连接的实际需求，对K24和GH648高温合金的钎焊连接进行了研究。研究主要分为三部分内容：首先，采用商用BNi68CrWB粉末钎料对K24和GH648高温合金母材进行焊接，通过改变钎焊温度、保温时间、钎缝宽度，研究钎焊工艺参数对接头组织和性能的影响规律；其次用球磨法制备Ni-Cr-Si-B-W粉末钎料，对K24和GH648高温合金母材进行焊接，研究钎料成分变化对接头组织和性能的影响规律；最后通过对钎焊反应机理进行探索。
　　采用商用钎料BNi68CrWB能够成功地钎焊K24和GH648高温合金，典型的钎焊接头组织主要分为三个特征区域：共晶区、等温凝固区和扩散区。对钎焊接头进行组织分析和性能测试，结果表明，钎焊温度的过高，接头内部共晶组织的范围扩大，对接头性能产生不利影响。钎焊间隙增加导致钎料含量升高，元素扩散需要的时间延长，不利于接头内部组织的均匀化和接头性能的提高。保温时间的延长可以促进钎料与母材之间元素的扩散，有利于获得均匀的固溶体组织，接头性能提高。
　　采用球磨法配置七种不同成分的Ni-Cr-Si-B-W钎料，分别对K24/GH68高温合金进行钎焊，通过对接头的组织演变规律和性能进行分析，得到钎料中B、Si、W元素对钎焊接头组织形成的影响。其中降熔元素B和Si含量过高会导致接头中低熔点共晶相数量增加，不利于接头性能提高，但含量过低会使钎料熔点提高，接头在更高温度下连接引起母材晶粒长大，损害接头性能。高熔组元W的添加可有效提高接头的高温拉剪强度，但W含量过高使共晶相数量增加，降低接头高温强度。
　　本试验钎焊过程主要分为四个阶段：升温阶段，母材溶解阶段，等温凝固阶段，冷却阶段。各阶段均由B原子扩散控制。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 高温合金连接的研究现状

1.3 本课题研究内容

第2章 试验材料、设备及方法

2.1 试验材料

2.2 试验设备及方法

2.3 微观组织分析和力学性能测试

第3章 使用BNi68CrWB钎料钎焊K24高温合金和

3.1 引言

3.2 典型接头组织分析

3.3 钎焊温度对接头组织和性能的影响

3.4 钎焊间隙对接头组织和性能的影响

3.5 保温时间对接头组织和性能的影响

3.6 工程件焊接

3.7 本章小结

第4章 钎料中B、Si、W元素含量对K24/GH648接头组织和性能的影响

4.1 引言

4.2 接头界面组织分析

4.3 降熔元素B对接头界面组织的影响

4.4 降熔元素Si对接头界面组织的影响

4.5 元素W对接头组织和高温力学性能的影响

4.6 K24高温合金和GH648高温合金钎焊过程机理分析

4.7 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢