[发明专利]一种Ti2

说明书

本发明属于金属间化合物异材钎焊焊后热处理技术领域，具体涉及一种Ti₂AlNb基合金和γ‑TiAl基合金异材钎焊焊后热处理工艺。该工艺包括步骤：(1)真空钎焊：将Ti₂AlNb基合金和γ‑TiAl基合金采用真空钎焊的方式进行焊接；(2)将钎焊后样品放入真空热处理炉中随炉升温至低于热处理温度10℃～50℃，保温5～20min；(3)随后升温至热处理温度650℃～850℃，保温1～18h；(4)随炉冷却至室温。该热处理工艺实现了钎焊接头显微组织优化，并提高了其力学性能。

技术领域

本发明属于金属间化合物异材钎焊焊后热处理技术领域，具体涉及一种Ti₂AlNb基合金和γ-TiAl基合金异材钎焊焊后热处理工艺。

背景技术

众所周知，发动机作为各类飞行器的心脏，其发展最大的制约就是航空、航天发动机材料的发展程度。由于航空、航天领域中发动机服役条件苛刻，这就要求材料不但室温性能优异，高温性能更要优异。同时，材料还要有良好的加工性能和高的比强度，以便于零部件加工和降低构件比重。

镍基高温合金比强度高、抗氧化性好、耐热腐蚀性优异、抗疲劳性能好，从一开始就作为航空、航天发动机零部件的材料。但是，由于其密度高且使用温度不能满足先进航空发动机的要求，限制了镍基高温合金的广泛应用。Ti-Al金属间化合物作为一种中间相化合物，由于具有密度低、弹性模量高以及良好的高温强度、抗蠕变和抗氧化等优点，使其成为在航空、航天领域具有广阔应用前景的新型高温轻质材料。

在Ti-Al金属间化合物使用过程中，不可避免的涉及到其自身或与其他合金之间的连接问题。这其中就涉及Ti₂AlNb基合金和γ-TiAl基合金异材焊接。从现有国内外发表论文情况来看，Ti-Al金属间化合物的连接技术主要分为熔焊(如：弧焊、激光焊及电子束焊等)和固态焊接(如：扩散焊、自蔓延高温合成及摩擦焊等)，而这些方法都有各自难以克服的问题。与之相比，钎焊本身具有很多优点，例如：钎焊温度低、对母材影响小、接头残余应力小，可以根据连接温度、接头强度要求选择多种填充金属，适合连接难熔化的金属和异种金属。因此，采用钎焊方法对Ti₂AlNb基合金和γ-TiAl基合金进行异材连接具有良好的前景。

采用钎焊的方法虽然可以获得无缺陷的焊缝接头，但是焊缝的组织和性能并未达到最佳状态。这是由两方面原因导致的：(1)钎焊工艺中的钎焊温度和保温时间等因素是针对钎焊过程设定的，其目的是实现待焊母材的连接；(2)钎焊完成后焊缝处的成分和组织已不同于两侧母材。因此，如何有效的提高钎焊接头的力学性能成为了Ti₂AlNb基合金和γ-TiAl基合金异材焊接工程化应用亟待解决的问题。热处理是实现焊缝组织调控的有效手段，然而现阶段的焊后热处理存在三个不足之处：(1)现阶段的焊后热处理其主要目的是降低熔焊接头的残余应力；(2)熔焊接头的元素成分与母材较为接近，其热处理制度并不适用于钎焊接头；(3)由于钎料的存在，钎焊接头的元素组成、力学性能和物理特性已不同于母材，其热处理不仅要考虑到母材的因素，还要考虑到焊缝自身的特性。例如：若只考虑母材的因素，则会导致热处理温度过高，从而使得钎焊接头组织中低熔点相发生熔化，不仅无法强化钎焊接头，还可能导致严重的事故。

因此，基于以上的问题，研发一种适用于Ti₂AlNb基合金和γ-TiAl基合金异材钎焊焊后热处理工艺，可以改善Ti₂AlNb基合金和γ-TiAl基合金异材钎焊接头组织，提高钎焊接头的力学性能，满足工程化应用的要求，并拓展其在航空、航天的应用空间。

发明内容

鉴于此，为了解决上述问题中的至少一项技术难题，本发明的目的在于提出了一种适用于Ti₂AlNb基合金和γ-TiAl基合金异材钎焊焊后热处理工艺，以优化Ti₂AlNb基合金和γ-TiAl基合金异材钎焊接头组织，提高钎焊接头的力学性能。

为了实现以上目的，本发明的技术方案是：