[發明專利]基于熱力學因素和晶胞結構因素設計Ti-Zr基釬料成分的方法

在審

• 申請號: 202010964551.5
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112222681A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 靜永娟;熊華平;吳欣;程耀永
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: B23K35/32
• 分類號: B23K35/32;B23K35/40
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種基于熱力學因素和晶胞結構因素設計Ti-Zr基釬料成分的方法，其特征在于：所述基于熱力學因素和晶胞結構因素設計Ti-Zr基釬料成分的方法包括以下步驟：

步驟一、參考合金相圖，添加可與Ti-Zr形成三元共晶的合金元素X，從熱力學角度得出兩種或以上主元素之間的作用關系，確定共晶成分；

步驟二、按照步驟一中共晶成分，制備以Ti-Zr-X為基準的釬料合金鑄錠；

步驟三、確定步驟二中鑄錠的晶體結構和晶胞結構參數；

步驟四、利用價鍵理論，根據步驟三中結果建立共晶合金的晶胞模型；利用計算機程序得出Ti-Zr-X釬料合金的價電子結構，判斷程序所得結果是否滿足理論判據要求；

步驟五、若滿足，在Ti-Zr-X基準元素中添加一種或以上元素，設計元素含量，改編上述程序得出多元釬料合金的價電子結構，再次判斷程序所得結果是否滿足理論判據要求；若不滿足，調整步驟四中合金成分中元素的含量比例，返回步驟四；

步驟六、若滿足，則確定該多元釬料模型有效；根據該模型，模擬多元釬料合金的元素成分對合金性能的影響及規律，得出兼顧合金強度和韌性的成分區間；獲得釬料合金成分。

2.根據權利要求1所述的基于熱力學因素和晶胞結構因素設計Ti-Zr基釬料成分的方法，其特征在于：所述X為Fe、Co、Cu、Ni、Nb。

3.根據權利要求1所述的基于熱力學因素和晶胞結構因素設計Ti-Zr基釬料成分的方法，其特征在于：所述Ti-Zr-X釬料合金鑄錠中各元素重量百分比為：Ti為20-70％、X為不大于50％，余量為Zr。

4.根據權利要求1所述的基于熱力學因素和晶胞結構因素設計Ti-Zr基釬料成分的方法，其特征在于：所述步驟五中添加的元素包括：Ag、V、Mo或稀土元素。

5.根據權利要求1所述的基于熱力學因素和晶胞結構因素設計Ti-Zr基釬料成分的方法，其特征在于：步驟二中在真空度滿足(1-5)×(10^-3～10^-5Pa)條件下制備釬料合金鑄錠。

6.根據權利要求1所述的基于熱力學因素和晶胞結構因素設計Ti-Zr基釬料成分的方法，其特征在于：所述理論判據為晶胞內間距差的計算誤差小于0.005nm。

7.根據權利要求1所述的基于熱力學因素和晶胞結構因素設計Ti-Zr基釬料成分的方法，其特征在于：所述步驟五調整元素的含量比例具體操作如下：

一次調整一種或多種元素；

每種元素含量按照該元素含量的十分之一至二十分之一作為增加或減少的調整量。

8.根據權利要求1所述的基于熱力學因素和晶胞結構因素設計Ti-Zr基釬料成分的方法，其特征在于：所述步驟六在不同溫度條件下模擬多元釬料合金的元素成分對合金強度和韌性的影響及規律。

9.根據權利要求1所述的基于熱力學因素和晶胞結構因素設計Ti-Zr基釬料成分的方法，其特征在于：所述基于熱力學因素和晶胞結構因素設計Ti-Zr基釬料成分的方法還包括對設計的釬料合金成分進行驗證的步驟，具體如下：

按照設計所得釬料合金成分，制備釬料鑄錠；測試釬料合金熔點、開展熔化性研究和釬焊工藝實驗，釬焊溫度設定在釬料熔點20℃以上。

10.根據權利要求9所述的基于熱力學因素和晶胞結構因素設計Ti-Zr基釬料成分的方法，其特征在于：在真空度滿足(1-5)×(10^-3～10^-5Pa)條件下制備釬料鑄錠。