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钎焊温度焊接头拉伸试验的影响

2018-07-09

由拉伸试验结果可看出,随着钎焊温度的升高,接头的强度不但没有提高反而略有降低,当钎焊温度为960℃时,钎焊接头的强度最高。由此可见,提高钎焊温度并不一定能够使钎缝的强度提高。
从整体上,钎缝组织为垂直于钎缝的魏氏体组织和细小的针状二次α相。魏氏体组织的出现主要是由于钎料中含有较多的β相稳定元素如Cu、Ni,它们可使(α β)转变温度降低。能谱分析结果表明在此钎焊温度下,β相稳定元素已扩散入TC4合金基体中的β相晶粒中,当冷却[/url]时,从原始β相中析出二次α条,整个β晶粒转变为长条状(长条状α相 β相),由于在钎焊温度下钎缝边界处β晶粒内存在着垂直于钎缝的成分梯度,所以α长条向钎缝中心生长。
从b中线分析结果看,接头中Zr分布较为均匀,TC4合金基体中的V向钎缝中有少量扩散,其余各元素除Ni、Cu外扩散并不明显,Ni、Cu元素的分布曲线有所波动,说明钎缝中仍有少量的Ni-Cu化合物。
980℃钎焊1h所得钎焊接头的显微组织为980℃钎焊1h钎焊接头的显微组织及各元素的分布情况。如c所示,在此钎焊接头中,可以明显地看到粗大的魏氏体组织,且TC4合金基体处晶粒有一定的粗化。靠近TC4合金基体处的魏氏体组织中,在指向钎缝中心的粗大α长条图1960℃的间隔内,生成了众多近似平行于钎缝或与钎缝成小角度的、呈平直并列分布的α条,称其为α丛。
在所示钎缝中间粗大魏氏体组织前端,还生成了一些细小的针状二次α相。从d中可以看出,钎料中的各种元素在靠近TC4合金母材的钎缝熔合区中扩散比较均匀,其中Ni、Cu元素在此处有较多的扩散,它们的分布曲线的波峰较窄且分散,说明Ni-Cu化合物分布也比较均匀。由b可以看出Ti3Al-Nb合金基体中的Nb元素向钎缝边界处有一定的扩散。
1000℃钎焊1h所得钎焊接头的显微组织a为1000℃钎焊1h所的钎焊接头组织,可以明显地看到魏氏体组织已经完全粗化,其中在靠近钎缝中心处有部分α条已变为块状。由于钎焊温度较高,钎缝中心区域的钎料中β相稳定元素迅速扩散,在β相中含量较高,β相非常稳定,在冷却时直到很低的温度才有二次α条从β晶粒中析出,由于析出过程进行时温度已经很低,所以α相析出过程来不及完全进行,各α条之间间隙较小,有的连成一片形成了中的块状组织,这些块状组织中有些还可以看到α条的间隙。同时,二次条也发生了严重的粗化,形成粗大的平直、或并列状的α丛,即粗大的魏氏体组织。由于钎缝中存在块状和条状混合型魏氏体组织,这种组织将严重损害接头的室温塑性。
b给出了该钎焊温度下得到的接头中各元素的分布情况。由b可以看出钎料中的Zr、Ni、Cu元素在接头中得到了充分的扩散;在Ti3Al-Nb合金基体边界处,Nb的扩散较多,所以在Ti3Al-Nb合金基体处生成了很长的细小针状α2相,该组织有利于钎焊接头强度的改善。
不同钎焊温度所得Ti3Al-Nb/TC4钎焊接头微观断裂特征为不同钎焊温度下钎焊接头断口形貌。如a所示,960℃钎焊所得钎焊接头的断口为准解理断口,细小的解理面上光滑无析出物,未见有河流花样。
结论(1)随着钎焊温度升高钎焊接头强度并不升高。(2)不同温度下钎焊接头中靠近TC4合金基体边界处均生成魏氏体组织,随温度升高魏氏体组织粗化程度加剧;当钎焊温度达到TC4合金的β相转变温度时,魏氏体组织迅速粗化,魏氏体组织中α条粗化,呈块状。