[發(fā)明專利]擴散焊接的方法和焊接成品

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010978544.0
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112077430B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設計）人: 石俊秒;彭萱;李世偉;孫現軍;熊江濤;李京龍
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: B23K20/00
• 分類號: B23K20/00;C22C30/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 陳秋夢

本發(fā)明涉及焊接技術領域，具體而言，涉及擴散焊接的方法和焊接成品。本發(fā)明實施例提供一種擴散焊接的方法，包括：利用AlCoCrFeNi系高熵合金作為中間層對IC10單晶和鎳基高溫合金進行擴散焊接。該擴散焊接接能夠減少碳化物的形成，提升焊接后材料的強度，且減少母材近縫區(qū)的合金溶質被稀釋，提升近縫區(qū)性能。

技術領域

本發(fā)明涉及焊接技術領域，具體而言，涉及擴散焊接的方法和焊接成品。

背景技術

直接固相擴散焊是在一定的溫度和壓力下，將待焊材料的焊接表面相互接觸，通過微觀塑性變形，進而結合層原子間經過一定時間的相互擴散、滲透，實現冶金結合的一種精密焊接方法。在固相擴散焊焊接過程中，母材不發(fā)生熔化，避免了接頭裂紋的出現。隨著擴散焊工藝的發(fā)展，引入了添加超薄中間層擴散焊，中間層的存在可以增加母材/中間層的濃度梯度，加速母材中原子向焊縫擴散，快速提高合金化程度，提高接頭質量的穩(wěn)定性。

但是在采用固相擴散焊對鎳基高溫合金進行連接時，存在以下主要問題：直接固相擴散焊時，由于C元素的存在會在接頭處生成影響接頭結合強度的碳化物；當用純金屬作為中間層進行擴散焊時，接頭生成的γ’相會限制接頭強度且高濃度梯度元素的大量互擴散使母材近縫區(qū)的合金溶質被稀釋，會發(fā)生母材的重(再)結晶，也會弱化近縫區(qū)性能；接頭生成多晶相(如γ’相)，該多晶相強度低于母材。

鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供擴散焊接的方法和焊接成品。該擴散焊接接能夠減少碳化物的形成，提升焊接后材料的強度，且減少母材近縫區(qū)的合金溶質被稀釋，提升近縫區(qū)性能。

本發(fā)明是這樣實現的：

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種擴散焊接的方法，包括：利用AlCoCrFeNi系高熵合金作為中間層對IC10單晶和鎳基高溫合金進行擴散焊接。

在可選的實施方式中，所述AlCoCrFeNi系高熵合金的組成按原子百分比包括以下組分：Al 0.3at％，其余為Co、Cr、Fe和Ni，且Co、Cr、Fe和Ni的原子比為1:1:1:1。

在可選的實施方式中，所述AlCoCrFeNi系高熵合金的晶粒直徑為1-10微米。

在可選的實施方式中，AlCoCrFeNi系高熵合金的制備過程包括：將鋁源、鈷源、鉻源、鐵源以及鎳源混合后進行熔煉而后進行熱處理形成所述AlCoCrFeNi系高熵合金。

在可選的實施方式中，熱處理所述AlCoCrFeNi系高熵合金的條件包括：均勻化溫度為1200℃，均勻時間為4小時，軋制減少60％，軋制后保溫的溫度為850℃，保溫時間為1小時。

在可選的實施方式中，所述IC10單晶包括DD5單晶。

在可選的實施方式中，所述鎳基高溫合金為FGH98粉末合金。

在可選的實施方式中，擴散焊接的條件為：焊接溫度為900-1130℃，焊接壓力為5-15MPa，保溫時間為1-2小時。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種焊接成品，其通過前述實施方式任一項所述的擴散焊接的方法制備得到。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明實施例利用AlCoCrFeNi系高熵合金作為中間層對IC10單晶和鎳基高溫合金進行擴散焊接有以下幾個優(yōu)點：

(1)AlCoCrFeNi系高熵合金可以固溶少量C元素而不析出碳化物，即AlCoCrFeNi系高熵合金中間層可以抑制界面處碳化物的析出；

(2)AlCoCrFeNi系高熵合金與γ’相界面原子為共格關系，從而保證AlCoCrFeNi系高熵合金中間層與IC10單晶及鎳基高溫合金中γ’相的高強結合；