纤焊温度对CMSX-4单晶高温合金接头组织与性能的影响
发布时间：2023-08-26 来源：www.sdsncl.com/人气：
前言
CMSX4单晶高温合金是国外某公司研制的第二代含镰镰基单晶高温合金，其综合性能优异，现已广泛应用于该国的先进航空发动机中，未来在国内的民用航空发动机上具有广阔的应用前景。通过开展CMSX4单晶高温合金连接技术研究，不但可以实现复杂零部件的高性能连接，还可对存在铸造缺陷或服役后的叶片进行修复，有效提高航空发动机可靠性和使用寿命，具有重大应用价值。
分析CMSX4单晶合金的特性发现，由于该合金含有较高的Al Ti,W,Ta,Re等沉淀强化及固榕强化元素，其焊接性较差。常用的氧弧焊、激光焊、电子束焊接、等离子弧焊等熔焊方法对此类合金进行焊接较易产生裂纹，且由于熔焊过程中母材局部熔化，因而对零件的装配和母材的组织性能均会产生较大影响真空钎焊技术形状适应性和工艺稳定性较好，钎焊过程中母材不熔化，其焊接热过程对母材组织影响小，工件受热均匀，变形量小，是单晶高温合金较常用的连接方法目前，国内对于承受应力较大的区域通常采用(Transient Liquid Phase,TLP)接方法，但TLP连接的保温时间较长、成本较高，且焊接热过程对母材组织影响较大，并需要严格控制焊缝间隙，对零件的配合精度和母材晶体取向均提出较高要求，工艺适用性不佳17-18]因此有必要探寻一种钎焊时间较短、接头性能优良的钎焊连接方法，文中即对此开展研究。
该研究针对CMSX4合金的成分特点，研制了一种镰基奸料，用于钎焊CMSX4单晶高温合金，通过对比不同钎焊温度下接头的显微组织，研究轩焊温度对接头高温持久性能的影响，分析接头的断裂机制，优化钎焊工艺，从而获得具有优异高温力学性能的接头。
试验材料及工艺
研究中使用的母材为CMSX-4单晶高温合金试棒，试棒的取向为(001)方向，试棒的尺寸为φ13 mm x210 mm，其主要成分见表利用线切割机沿垂直于母材CMSX-4单晶棒(001)方向切割成待焊样品，样品尺寸为。13 mm x35 mm文中所用纤料为中国科学院金属研究所自主研制的镰基奸料JSSNi60，粉末的粒径不大于74μm，其化学成分见表将准备好的奸料与粘结剂混合、调匀，然后放置于母材样品的待焊表面，再利用储能点焊机将CMSX4母材之间的焊缝间隙控制为200μm，并将适量轩料置于焊接面周围将装配好的样品放人真空轩焊炉中，以10°C/min的速率将待焊试样加热至∞°C，保温20 min，使粘结剂充分挥发，再以10°C min的速率加热至1070°C。
