[發明專利]一種采用Ti-Nb合金作中間層的擴散焊方法

有效

• 申請號: 202111427703.9
• 申請日: 2021-11-26
• 公開（公告）號: CN114131295B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 任海水;熊華平;馮洪亮;尚泳來;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: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23K20/02;B23K20/26;B08B3/08;B08B3/12;B23K103/10;B23K103/14
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

本發明是一種采用Ti?Nb合金作中間層的擴散焊方法，該方法在被焊母材的待焊面上制備Ti?Nb合金中間層，放入擴散焊設備中，施加壓力，經加熱、保溫、冷卻熱循環后完成焊接。本發明提出了合適的Ti?Nb合金中間層成分和厚度，調控了焊接參數，可實現對擴散連接過程的良好控制，得到與兩種被焊母材接近的焊縫組織。獲得TiAl合金與Ti₂AlNb合金或Ti₃Al基合金的異種接頭室溫和650℃高溫抗拉強度達到了TiAl合金的80％～90％。

技術領域

本發明是一種采用Ti-Nb合金作中間層的擴散焊方法，屬于焊接技術領域。

背景技術

鈦鋁金屬間化合物具有密度低，比強度、比剛度高，良好的抗氧化性，抗蠕變、抗疲勞性能好等優點，是最具潛力的航空航天用輕質高溫結構材料之一。在鈦鋁金屬間化合物中，TiAl合金、Ti₂AlNb合金或Ti₃Al基合金的研究受到重視，TiAl合金的工作溫度可以達到760℃～850℃，Ti₂AlNb合金或Ti₃Al基合金的工作溫度可以達到700℃。與普通鈦合金相比，TiAl合金、Ti₂AlNb合金或Ti₃Al基合金可以在更高的溫度下服役；與高溫合金相比，它們有較低的密度，大約是高溫合金的一半，應用在航空航天領域，可以得到大幅的減重效果，應用在汽車工業領域，可以實現零部件的輕量化設計與制造。但從成本和工藝可靠性上來講，某些零部件整體采用TiAl合金來制備的難度很大，目前的TiAl合金室溫塑性較低，變形能力較差，而相對來說，Ti₂AlNb合金或Ti₃Al基合金的可加工性較好。如果能夠實現TiAl合金與Ti₂AlNb合金或Ti₃Al基合金的良好連接，TiAl合金用在工作溫度較高的部位，Ti₂AlNb合金或Ti₃Al基合金用在服役溫度較低，但對強度、綜合力學性能要求較高的部位，就可以發揮兩種材料各自的性能優勢。比如航空發動機中的整體葉盤，就可以采用TiAl合金制作葉片，采用Ti₂AlNb合金或Ti₃Al基合金制作盤件，但這首先要解決兩種材料的異種連接問題，在連接方法中，擴散焊優先考慮的方法之一，因為可以獲得較高的接頭強度。