[發(fā)明專利]Ti2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010403203.0
• 申請(qǐng)日: 2020-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN111702278B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡雨升;王清江;楊銳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號(hào): B23K35/32
• 分類號(hào): B23K35/32;B23K1/008;B23K1/002;B23K3/08;B23K103/24
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發(fā)明屬于焊接領(lǐng)域，具體涉及一種Ti₂AlNb基合金同材或異材釬焊中溫Ti基釬料及其制備方法和釬焊工藝。按重量百分比計(jì)，該釬料的組分及含量為：Ni 15％～40％，Co 1％～15％或Mo 1％～15％兩者二選一，少量元素Al、B、Fe、Cu、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb和Zn之一或兩種以上≤5％，微量元素Zr、Hf、V、Ta、W、Au、Si、Sn、Pd、Ga之一或兩種以上≤2％，其余為Ti元素和不可避免的雜質(zhì)元素。釬料制備方法：一、稱取原料；二、釬料母合金熔煉；三、將熔煉后的母合金進(jìn)行急冷甩帶，即得本發(fā)明的釬料。本發(fā)明釬料按照980℃～1040℃、0～120min的釬焊工藝進(jìn)行釬焊。本發(fā)明所制備的釬料與現(xiàn)有的釬料相比，具有適宜的熔點(diǎn)、優(yōu)秀的潤濕性和高溫力學(xué)性能，釬料制備和釬焊工藝簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接領(lǐng)域，具體涉及一種Ti₂AlNb基合金同材或異材釬焊中溫Ti基釬料及其制備方法和釬焊工藝。

背景技術(shù)

眾所周知，發(fā)動(dòng)機(jī)作為各類飛行器的心臟，其發(fā)展最大的制約就是航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)材料的發(fā)展程度。由于航空、航天領(lǐng)域中發(fā)動(dòng)機(jī)服役條件苛刻，這就要求材料不但室溫性能優(yōu)異，高溫性能更要優(yōu)異。同時(shí)，材料還要有良好的加工性能和高的比強(qiáng)度，以便于零部件加工和降低構(gòu)件比重。

鎳基高溫合金比強(qiáng)度高、抗氧化性好、耐熱腐蝕性優(yōu)異、抗疲勞性能好，從一開始就作為航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的材料。但是，由于其密度高且使用溫度不能滿足先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，限制了鎳基高溫合金的廣泛應(yīng)用。Ti-Al金屬間化合物作為一種中間相化合物，由于具有密度低、彈性模量高以及良好的高溫強(qiáng)度、抗蠕變和抗氧化等優(yōu)點(diǎn)，使其成為在航空、航天領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景的新型高溫輕質(zhì)材料。但是，α₂-Ti₃Al基合金和γ-TiAl基合金雖然具有較高的比強(qiáng)度和較低的密度，但是其室溫塑形和熱塑性變形能力差。學(xué)者們?cè)趯?duì)Ti₃Al基合金的韌化研究過程中，通過添加β穩(wěn)定元素Nb，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了Ti₂AlNb基合金(即O相合金)，作為典型的Ti-Al系金屬間化合物，其是在D019結(jié)構(gòu)的α₂-Ti₃Al和L10結(jié)構(gòu)的γ-Ti Al基礎(chǔ)上形成的。這種具有正交結(jié)構(gòu)的金屬間化合物具有比強(qiáng)度和比剛度高，高溫蠕變抗力和斷裂韌性高、抗氧化性好、熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)，并且使用溫度可達(dá)700℃，優(yōu)于鎳基高溫合金，可以替代鎳基高溫合金實(shí)現(xiàn)減重的作用，相同部件比鎳基合金減重近40％。這些優(yōu)異的性能，使Ti₂AlNb基合金成為最具發(fā)展?jié)摿Φ妮p質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料，并已開始在航空、航天領(lǐng)域進(jìn)入使用階段。

在Ti₂AlNb基合金使用過程中，不可避免的涉及到其自身或與其他合金之間的連接問題。從現(xiàn)有國內(nèi)外發(fā)表論文情況來看，Ti₂AlNb基合金的連接技術(shù)主要分為熔焊 (如：弧焊、激光焊及電子束焊等)和固態(tài)焊接(如：擴(kuò)散焊、自蔓延高溫合成及摩擦焊等)，而這些方法都有各自難以克服的問題。與之相比，釬焊本身具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如釬焊溫度低、對(duì)母材影響小、接頭殘余應(yīng)力小，可以根據(jù)連接溫度、接頭強(qiáng)度要求選擇多種填充金屬，適合連接難熔化的金屬和異種金屬。因此，采用釬焊方法對(duì) Ti₂AlNb基合金進(jìn)行連接具有良好的前景。