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近年来,随着航空及舰船工业的快速发展,对其关键部件材料的耐高温性能要求越来越高,镍基高温合金GH738和GH4169由于具有较高的高温强度、持久强度和蠕变强度,特别是具有良好的高温耐蚀性,被认为是理想的航天及舰船工业领域高温结构材料,已成功应用于舰船燃气涡轮发动机等高温端部件。采用连接方法用于制造这些高温合金发动机部件可使成本降低,并且获得良好的性能,而用于连接镍基高温合金最常用的技术是钎焊及扩散钎焊工艺。本文采用镍基钎料BNi2对GH4169与GH738高温合金进行真空钎焊,通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子探针显微分析仪、X射线衍射仪、硬度计及电子万能试验机等现代分析仪器研究了不同工艺参数下钎焊接头的显微组织、钎缝成分分布及相组成、硬度分布及机械性能的影响。通过对不同钎焊工艺参数下钎焊接头组织形貌的观察发现,主要存在两种形式的钎焊接头:第一类接头主要由位于接头中心的化合物组织、钎缝边界与接头中心之间的固溶体组织以及靠近钎缝边界母材上的化合物组织组成,这三部分组织分别由非等温凝固过程、等温凝固过程及钎料中元素向母材的扩散而生成的;第二类钎焊接头由接头内完全均匀的固溶体组织及靠近钎缝边界母材处的化合物组织两部分组成,这是进行了完整等温凝固过程的结果。对同一接头不同位置的组织形貌进行观察发现,随着从放置钎料的一侧向其对侧方向的移动,接头中固溶体组织逐渐减少,相应的化合物组织增多。通过对不同钎焊工艺参数对接头组织及性能影响的研究发现,随着钎焊温度的升高或保温时间的延长或钎焊间隙的减小,钎料中元素向母材的扩散随之更为充分,钎焊接头中固溶体组织逐渐增多,中心化合物组织逐渐减少,当钎焊温度升高或保温时间延长或钎焊间隙减小到一定值时接头全部由均匀的固溶体组织组成,不过位于近缝区母材附近的化合物组织仍然存在,但对于在钎焊温度为1110℃时已达到完全固溶体的接头,继续升高温度至1140℃时接头中心反而有化合物出现;通过元素及物相检测分析可知,在接头中心生成的化合物主要为Ni-B、Cr-B、Ni-Si等化合物相,而在扩散区主要为针状及点状两种形态的Cr-B化合物相;从垂直于钎缝的接头显微硬度数据显示,在接头中心化合物组织区域硬度值很大,在固溶体组织区域硬度值下降,而在近缝区母材附近的化合物组织区域硬度值又有所回升,并且随着接头内固溶体组织的增多硬度值持续下降。钎焊接头的形成过程主要由4个阶段构成,钎料的熔化及初生固溶体的生成过程、接头中心硼、硅化合物及共晶固溶体的生成过程、初生固溶体中富硅固溶体的生成过程以及元素的扩散过程,其中前三个阶段为传统钎焊过程,第四个阶段为扩散钎焊过程。通过对不同钎焊工艺参数对接头组织及性能影响的对比分析发现,对于本试验选取的钎焊工艺参数,其最佳工艺规范分别为:钎焊温度为1110℃,钎焊保温时间为45min,钎焊间隙为30μm。