取向偏差对镍基单晶高温合金钎焊接头组织与力学性能的影响

赵旭^1,2，孙元²，侯星宇²，张洪宇²，周亦胄^1,2，丁雨田¹

1. 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室2. 中国科学院金属研究所

摘 要：采用一种镍基合金钎料在1210℃、30 min条件下对0°+0°、0°+45°及0°+90°3种[001]取向偏差的CMSX-4单晶高温合金进行真空钎焊连接及时效热处理,研究热处理前后母材取向偏差对接头微观组织与力学性能的影响。结果表明,3种取向偏差接头的钎料合金区微观组织与相组成相似,均由γ-Ni、γ′、γ+γ′共晶、M₃B₂型硼化物、CrB、镍硅化合物以及γ-Ni+Ni₃B+CrB三元共晶相组成。钎料中的降熔元素B向母材扩散不明显,接头的扩散影响区未见脆性化合物相析出。接头经过热处理后,元素扩散均匀,脆性的化合物相减少。当焊缝两侧的母材存在取向偏差时,焊缝中心处可观察到连续的晶界。对3种取向偏差钎焊接头进行室温与高温拉伸性能测试可知,母材取向偏差对未热处理的钎焊接头的室温和高温拉伸性能无显著影响,但经过热处理后,母材取向偏差对接头的室温与高温强度影响较大。断口观察发现,断裂位置均为钎料合金区,而经过热处理后的取向偏差接头,裂纹在焊缝中心的晶界处萌生并扩展,导致断裂。

关键词：单晶高温合金;取向偏差;镍基钎料;钎焊;