[发明专利]镍基中间层合金、其制备方法及应用以及焊接方法

说明书

本发明公开了镍基中间层合金、其制备方法及应用以及焊接方法，涉及焊接技术领域。镍基中间层合金的化学成分包括：C 0.05～0.2％、Cr 11.9～13.2％、Co 6.5～7.8％、Mo 0.5～1.7％、W 4.1～5.2％、Al 2.4～3.6％、Ti 4.1～5.3％、Nb 0.1～0.3％、V 0.1～0.5％、Ta 3.0～4.2％、Re 1.5～3.1％、Hf 0.1～0.5％、B 1.1～2.2％以及余量为镍。该焊接方法应用上述镍基中间层合金进行焊接，可以有效解决不等间隙下焊接强度不够的问题，焊后1100℃高温抗拉强度可以达到母材的90％。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，且特别涉及镍基中间层合金、其制备方法及应用以及焊接方法。

背景技术

Ni₃Al基高温合金作为航空发动机的关键部位材料，工程上急需实现其连接，焊接是实现航空发动机结构部件的制造及修复的优先选择，IC10合金作为国内定向凝固高温合金，具有良好的抗氧化、耐腐蚀性能，高温下定向凝固合组织稳定，可用于航空涡轮导向叶片的制造。

TLP扩散连接是一种介于熔焊和钎焊之间的连接技术，其原理是用一种特殊成分、熔化温度稍低的薄层中间层合金作为连接合金，在真空条件下加热，母材与中间层之间形成低熔点液相，液相均匀化扩散后等温凝固，最后形成组织均匀的焊缝接头。

随着近年来工业生产的需要，同时现实中装配误差等往往需要实现不等间隙下连接。从不等间隙下钎焊与平行间隙钎焊的比较倩况来看，钎料从小端填入及侧端填入缝隙时，在填缝结束后(钎料自一端刚填至另一端)，缺陷比例比平行间隙钎焊时少一些，但钎料从不等间隙下端填入时，其缺陷比例还超过平行间隙钎焊的缺陷比例，这就对中间层材料的成分及形状提出了要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍基中间层合金及其制备方法，旨在解决目前IC10高温合金所面临的不等间隙下TLP扩散焊高温强度不够的问题，可以在不等间隙焊接中得到应用。

本发明的另一目的在于提供一种焊接方法，其采用上述镍基中间层合金，方法简便易行，焊接后1100℃高温下，抗拉强度可以达到母材的90％以上。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出了一种镍基中间层合金，按重量百分比计，其化学成分包括：C0.05～0.2％、Cr11.9～13.2％、Co6.5～7.8％、Mo0.5～1.7％、W4.1～5.2％、Al2.4～3.6％、Ti4.1～5.3％、Nb0.1～0.3％、V0.1～0.5％、Ta3.0～4.2％、Re1.5～3.1％、Hf0.1～0.5％、B1.1～2.2％以及余量为镍；

优选地，其化学成分包括：C0.1～0.15％、Cr12.3～12.8％、Co7～7.5％、Mo1～1.5％、W4.5～5％、Al2.8～3.2％、Ti4.5～5.0％、Nb0.15～0.2％、V0.2～0.4％、Ta3.5～4.0％、Re2～3％、Hf0.3～0.4％、B1.5～2.0％以及余量为镍；

更优选地，镍基中间层合金为箔带状。

本发明还提出一种镍基中间层合金的制备方法，包括如下步骤：将依据上述镍基中间层合金的化学组成配置的原料进行熔炼。

本发明还提出镍基中间层合金在不等间隙下焊接的应用；优选地，不等间隙焊接采用TLP扩散焊的方式；优选地，待焊接基材为IC10合金。

本发明还提出一种焊接方法，其应用上述镍基中间层合金进行焊接，其步骤包括：将镍基中间层合金置于相对的两个待焊接材料之间进行焊接。