钴基钎料钎焊DD5单晶高温合金的接头微观组织演变与力学性能研究

金属学报, 2013, 49(12): 1581-1589. doi: 10.3724/SP.J.1037.2013.00406

钴基钎料钎焊DD5单晶高温合金的接头微观组织演变与力学性能研究

孙元 ^1, , 刘纪德 ^2, , 刘忠明 ^3, , 杨金侠 ^4, , 李金国 ^5, , 金涛 ^6, , 孙晓峰 ^7,

1.中国科学院金属研究所高温合金部,沈阳,110016

2.中国科学院金属研究所高温合金部,沈阳,110016

3.中航工业沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,沈阳,110043

4.中国科学院金属研究所高温合金部,沈阳,110016

5.中国科学院金属研究所高温合金部,沈阳,110016

6.中国科学院金属研究所高温合金部,沈阳,110016

7.中国科学院金属研究所高温合金部,沈阳,110016

基金项目: 国家重点基础研究发展计划项目2010CB631200和2010CB631206,以及国家自然科学基金项目50904059,51071165,51001103和51204156资助 National Natural Science Foundation of China(.50904059,51071165,51001103 and 51204156) National Basic Research Program of China(.2010CB631200 and 2010CB631206)

关键词：钎焊 , 单晶高温合金 , 钴基钎料 , 微观组织 , 力学性能

MICROSTRUCTURE EVOLUTION AND MECHANICAL PROPERTIES OF DD5 SINGLE CRYSTAL SUPERALLOY JOINT BRAZED BY Co-BASED FILLER ALLOY

Keywords： brazing , single crystal superalloy , Co-based filler alloy , microstructure , mechanical properties

利用SEM,EPMA和TEM,观察了在1453 K Co-Ni-Si-B钎料钎焊的DD5镍基单晶高温合金接头的显微组织,分析保温时间变化对接头显微组织和力学性能的影响,并深入讨论接头的形成机制.结果表明:接头主要由钎料合金区、界面连接区和元素扩散区3个区域组成.钎料合金区位于焊缝中央,由Ni-Co固溶体、M3B2型硼化物、CrB和Ni-Si化合物构成;与之相邻为界面连接区,主要为等温凝固形成的Ni-Co固溶体组织;元素扩散区位于界面连接区与母材之间,由γ相、γ'相和元素互扩散形成的颗粒状M3B2构成.随着保温时间的延长,焊接缺陷减少,界面连接区厚度增加,钎料合金区中球形Ni-Co固溶体尺寸增大,脆性化合物相数量减少,接头在1143 K的抗拉强度由198.5 MPa提高至580 MPa.高温拉伸试样的断口观察表明:断裂发生在焊缝处,为混合断裂模式,保温时间延长可提高焊缝与母材的界面结合强度,控制脆性化合物相的形成,改善接头的高温力学性能.综合考虑接头的组织和性能,最佳保温时间约为180 min.

参考文献

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