BNi68CrWB釬焊GH648/K42異種高溫合金接頭的組織與性能

鎳基高溫合金具有較高的比強(qiáng)度，良好的熱穩(wěn)定性能和熱力學(xué)性能，是應(yīng)用最為廣泛的一種高溫合金，其中，鑄造高溫合金強(qiáng)度最高，可精密鑄造成小型承載構(gòu)件，如K24合金，常用作發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)片或渦輪葉片等；變形高溫合金強(qiáng)度高，并具有一定塑性，可加工成結(jié)構(gòu)復(fù)雜構(gòu)件，如GH648合金，可用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室材料等，實(shí)際使用中經(jīng)常將兩種不同的高溫合金連接組成一個(gè)復(fù)雜構(gòu)件滿足使用需要，但高溫合金的塑性和可焊性較差，焊接時(shí)易產(chǎn)生熱裂紋，一般的高溫焊接方法難以實(shí)現(xiàn)其可靠連接，目前常用的焊接技術(shù)有固相擴(kuò)散連接，激光焊接，瞬時(shí)液相連接以及釬焊等。

其中，釬焊技術(shù)可以在不施加壓力條件下實(shí)現(xiàn)連接，獲得完整致密的焊接接頭的同時(shí)又不會(huì)造成接頭塑性變形，且生產(chǎn)效率高，成為高溫合金實(shí)際構(gòu)件連接的常用技術(shù)。鎳基釬料具有優(yōu)異的高溫性能，是鎳基高溫合金最常用的釬料，其中，BNi68CrWB具有較低的硼含量，較高的鎢含量，能夠減少硼對(duì)母材晶間滲入并提高鎢對(duì)釬料的強(qiáng)化效果，提高釬料高溫強(qiáng)度。

研究者們選用BNi68CrWB釬料釬焊K24與GH648異種合金，分析釬焊工藝參數(shù)（釬焊溫度、保溫時(shí)間、釬焊間隙）對(duì)接頭組織以及力學(xué)性能的影響。GH648熱處理制度（1140℃×1h空冷（AC）+900℃×16h（AC）)，K24使用狀態(tài)（鑄態(tài)或（1210+/-10)℃×16h（AC）），BNi68CrWB釬料熔點(diǎn)（970～1095℃），設(shè)計(jì)釬焊溫度為1150～1200℃，保溫10～60min。研究結(jié)果表明：

（1）釬焊溫度對(duì)接頭影響顯著，當(dāng)保溫10min較短時(shí)間時(shí)，釬焊溫度升高，有利于釬料擴(kuò)散，接頭性能提高，但過(guò)高又會(huì)引起母材向釬料溶蝕加劇，接頭內(nèi)脆性相W-Cr-Ni含量增大，并產(chǎn)生微裂紋，接頭性能下降，溫度過(guò)低，填縫不完全導(dǎo)致接頭強(qiáng)度低。

（2）在1150℃延長(zhǎng)保溫時(shí)間可增大釬縫中鎳基固溶體的比例，減小化合物的生成，共晶組織增多，接頭強(qiáng)度升高，但保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，共晶組織又逐漸減少，母材向釬料的溶蝕加劇，性能略有下降。

（3）裝配間隙在0～0.15mm范圍對(duì)接頭影響不明顯，除了1100℃和1150℃保溫10min外，釬焊接頭拉剪后全部斷在K24母材處。