【摘 要】
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IC10单晶高温合金作为新一代发动机叶片材料,其修复研究具有非常重要的应用价值。本论文采用瞬时液相扩散（TLP）连接对IC10合金进行修复连接工艺探究。在小间隙体系中采用丙烯酸树脂基BNi2粘带直接连接,在大间隙体系中通过冷等静压将Ni粉与BNi2钎料粉混合制备的修复体实现了1.3mm左右间隙的连接,最后采用RRB模型利用python算法探究制备的大间隙修复体粒度分布对修复性能的影响,同时研究接头
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IC10单晶高温合金作为新一代发动机叶片材料,其修复研究具有非常重要的应用价值。本论文采用瞬时液相扩散（TLP）连接对IC10合金进行修复连接工艺探究。在小间隙体系中采用丙烯酸树脂基BNi2粘带直接连接,在大间隙体系中通过冷等静压将Ni粉与BNi2钎料粉混合制备的修复体实现了1.3mm左右间隙的连接,最后采用RRB模型利用python算法探究制备的大间隙修复体粒度分布对修复性能的影响,同时研究接头组织和力学性能演变规律及机理。BNi2粘带直接TLP修复修复小间隙IC10时,在1110℃-30min获得了50μm接头的完全等温凝固,结合界面从左到右依次为IC10/DZ/ISZ/DZ/IC10,剪切强度达到581MPa,断口呈典型的韧性断裂。所用的BNi2粘带钎料的钎料含量约为95%,有机物在420℃完全分解,不会对IC10接头产生任何有害影响。填缝实验表明随着修复间隙的增加,接头组成相越来越复杂且伴随针状Cr B脆性有害相生成,等温凝固区所占焊缝比例越来越低,很难实现等温凝固。为了实现大间隙修复的等温凝固,在BNi2中加入Ni粉将大间隙拆分成小间隙,通过调整工艺参数实现Ni粉间隙间的等温凝固。将Ni粉和BNi2钎料粉按一定比例混合后通过常温静压在冷等静压200MPa、3min获得1.3mm左右的修复体,通过调控TLP温度、保温时间、Ni与BNi2的比例、粉末粒度这四个工艺参数实现了1.3mm左右间隙的成功修复接头完好无缺陷,剪切强度可达545MPa。修复接头从左到右依次为IC10/DZ/DZ+ISZ/DZ/IC10,修复区内部Ni粉之间的结合富Cr-W的骨架状Cr B、γ-Ni和富Ni的Ni3B三元共晶中镶（冷却凝固区）嵌着富Cr、Fe、W等溶质的镍基固溶体（等温凝固区）。明确了大间隙修复最佳工艺参数为1150℃-50min-Ni:BNi2=70:30-Ni粉800目以下。粉体粒度的改变使得大间隙修复性能大规模提升,为了研究粉体粒度分布对修复体性能的影响,首先用标准检筛器获得各个粉体群的粒级分布特征,利用python两种数学原理计算方法结合RRB模型获得其的特征粒径De和均匀性系数n。结合孔隙率、硬度、最佳工艺参数下焊后剪切强度分析得到修复性能只与颗粒群整体粗细程度有关（De=15μm以下）,整体粒度分布范围宽窄的影响不明显（均匀性系数n）。并通过满足一定粒径范围分布的两种典型级配模型:Andreasen分布模型（392MPa）和Horsfield堆积模型（566MPa）的大间隙TLP实验证实了计算结论且大直径颗粒的过量掺加会带来性能的明显下降。
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