[发明专利]Ti2

说明书

本发明属于焊接领域，具体涉及一种Ti₂AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺。按重量百分比计，钎料成分如下：Al 1％～20％，Co 15％～40％或Ni 15％～40％，两者二选一，Fe、Cu、B、Cr、Mn、Mg、Ag、Nb和Zn之一或两种以上≤5％，Zr、Hf、V、Ta、Mo、W、Au、Si、Sn、Pd、Ga之一或两种以上≤2％，其余为Ti和不可避免的杂质元素。钎料制备方法：一、称取原料；二、钎料母合金熔炼；三、将熔炼后的母合金进行急冷甩带，即得本发明的钎料。本发明钎料按照970℃～1040℃、0～120min的钎焊工艺进行钎焊。本发明所制备的钎料与现有的钎料相比，具有适宜的熔点、优秀的润湿性和高温力学性能，钎料制备和钎焊工艺简单。

技术领域

本发明属于焊接领域，具体涉及一种Ti₂AlNb基合金同材或异材钎焊专用中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺。

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。但是，α₂-Ti₃Al基合金和γ-TiAl基合金虽然具有较高的比强度和较低的密度，但是其室温塑形和热塑性变形能力差。学者们在对Ti₃Al基合金的韧化研究过程中，通过添加β稳定元素Nb，进而发现了Ti₂AlNb基合金(即O相合金)，作为典型的Ti-Al系金属间化合物，其是在D019结构的α₂-Ti₃Al和L10结构的γ-Ti Al基础上形成的。这种具有正交结构的金属间化合物具有比强度和比刚度高，高温蠕变抗力和断裂韧性高、抗氧化性好、热膨胀系数低等特点，并且使用温度可达700℃，优于镍基高温合金，可以替代镍基高温合金实现减重的作用，相同部件比镍基合金减重近40％。这些优异的性能，使Ti₂AlNb基合金成为最具发展潜力的轻质高温结构材料，并已开始在航空、航天领域进入使用阶段。

在Ti₂AlNb基合金使用过程中，不可避免的涉及到其自身或与其他合金之间的连接问题。从现有国内外发表论文情况来看，Ti₂AlNb基合金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基合金进行连接具有良好的前景。