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本文针对空心涡轮盘连接的实际工程课题需求,对GH4169高温合金的瞬时液相连接进行了研究。分别以BNi2和自配钎料为中间层,利用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析等方法分析了接头界面结构,研究了工艺参数对接头界面结构及力学性能的影响规律,探讨了瞬时液相连接GH4169高温合金的连接机理,并对接头进行了焊后热处理,研究了后热处理对接头界面结构及力学性能的影响,简要分析了后热处理对接头的影响机制。以BNi2为中间层对GH4169高温合金进行了连接,重点分析了接头界面结构。常规工艺得到的接头由等温凝固区和化合物扩散区组成,等温凝固区中心晶界处存在少量尺寸较小的Ni-Si-Nb三元化合物,扩散区主要由不同形态的Cr的硼化物和Cr-Mo-Nb的硼化物组成,随连接温度的增加或连接时间的增长,Ni-Si-Nb三元化合物尺寸增加且变连续,硼化物分布更加弥散。尝试采用改进的连接工艺对接头反应产物进行控制,高温连接/低温扩散接头中仍存在较多的化合物,随低温扩散时间的增长,化合物数量减少但不会消除,前期控制没有明显改善作用;低温连接/高温扩散接头中化合物数量明显减少,高温扩散温度为1180℃时原始化合物分区现象消失,接头组织均匀,对化合物进行后期控制得到了较好效果。研究了工艺参数对BNi2连接接头力学性能的影响规律,工艺参数对常规工艺连接接头抗拉强度的影响均呈现先升高后降低的趋势,当连接温度1050℃、连接时间120min时,接头最高抗拉强度为1074MPa,达到焊后母材的93.4%,断裂主要发生在扩散区,接头塑性较小;低温扩散时间对高温连接/低温扩散接头抗拉强度的影响不明显,当低温扩散时间为240min时,接头强度最高为603MPa,断裂发生在焊缝处,断口呈现脆性断裂特征;高温扩散温度对低温连接/高温扩散接头影响较大,高温扩散温度为1180℃时接头延伸率达35%,实现了瞬时液相连接接头与母材的同步塑性变形。以GH4169高温合金主要元素为基体,自行配置了Ni-Cr-Fe-Si-B钎料,其中基体成分Ni、Cr、Fe三种元素质量比与GH4169高温合金相同,降熔元素B和Si的含量分别为2wt.%和4wt.%,强化元素Nb、Mo、Ti的含量分别为5.1wt.%、2.9wt.%和0.9wt.%。以自配钎料为中间层对GH4169高温合金进行了连接,研究了工艺参数对接头界面结构及力学性能的影响规律。常规连接工艺所得接头由碎小的Ni-Si-Nb三元化合物和扩散区的硼化物组成,连接温度对界面结构的影响更为明显,改变工艺参数无法大量消除界面存在的化合物,接头强度低塑性差;低温连接/高温扩散接头无论从组织结构还是元素分布上都达到了高度均匀性,优于BNi2连接接头,此时接头延伸率超过50%。为了进一步优化连接质量,研究了后热处理对接头界面结构及力学性能的影响。热处理之后,BNi2连接接头的等温凝固区重新生成了Ni-Si-Nb三元化合物,自配钎料连接接头局部析出了少量Cr-Mo-Nb的硼化物,相比之下后者接头更加纯净。后热处理显著提升了低温连接/高温扩散接头强度,1050℃/60min+1180℃/60min(BNi2)接头室温抗拉强度为1130MPa,达热处理后母材的92.6%,延伸率为5%~7%,高温强度为850MPa,延伸率约5%,断裂在焊缝处;1150℃/60min+1185℃/60min(Ni-Cr-Fe-Si-B)接头室温抗拉强度为1075MPa,达到热处理后母材的93.8%,延伸率为10%,高温强度略低于前者接头,但断裂路径由焊缝扩展向母材,高温强度可达母材的95%以上,接头延伸率仍为10%左右。经过焊后热处理,上述两种接头的强度和延伸率都能达到课题要求。但采用自配Ni-Cr-Fe-Si-B钎料作中间层瞬时液相连接GH4169高温合金所得接头经热处理之后,界面微观组织更加纯净,且无论是室温还是高温综合力学性能都优于BNi2连接接头,因此自配的Ni-Cr-Fe-Si-B钎料更适合于完成本课题。