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釬焊溫度焊接頭拉伸試驗的影響

2018-07-09

由拉伸試驗結果可看出,隨著釬焊溫度的升高,接頭的強度不但沒有提高反而略有降低,當釬焊溫度為960℃時,釬焊接頭的強度最高。由此可見,提高釬焊溫度并不一定能夠使釬縫的強度提高。
從整體上,釬縫組織為垂直于釬縫的魏氏體組織和細小的針狀二次α相。魏氏體組織的出現主要是由于釬料中含有較多的β相穩定元素如Cu、Ni,它們可使(α β)轉變溫度降低。能譜分析結果表明在此釬焊溫度下,β相穩定元素已擴散入TC4合金基體中的β相晶粒中,當冷卻[/url]時,從原始β相中析出二次α條,整個β晶粒轉變為長條狀(長條狀α相 β相),由于在釬焊溫度下釬縫邊界處β晶粒內存在著垂直于釬縫的成分梯度,所以α長條向釬縫中心生長。
從b中線分析結果看,接頭中Zr分布較為均勻,TC4合金基體中的V向釬縫中有少量擴散,其余各元素除Ni、Cu外擴散并不明顯,Ni、Cu元素的分布曲線有所波動,說明釬縫中仍有少量的Ni-Cu化合物。
980℃釬焊1h所得釬焊接頭的顯微組織為980℃釬焊1h釬焊接頭的顯微組織及各元素的分布情況。如c所示,在此釬焊接頭中,可以明顯地看到粗大的魏氏體組織,且TC4合金基體處晶粒有一定的粗化??拷黅C4合金基體處的魏氏體組織中,在指向釬縫中心的粗大α長條圖1960℃的間隔內,生成了眾多近似平行于釬縫或與釬縫成小角度的、呈平直并列分布的α條,稱其為α叢。
在所示釬縫中間粗大魏氏體組織前端,還生成了一些細小的針狀二次α相。從d中可以看出,釬料中的各種元素在靠近TC4合金母材的釬縫熔合區中擴散比較均勻,其中Ni、Cu元素在此處有較多的擴散,它們的分布曲線的波峰較窄且分散,說明Ni-Cu化合物分布也比較均勻。由b可以看出Ti3Al-Nb合金基體中的Nb元素向釬縫邊界處有一定的擴散。
1000℃釬焊1h所得釬焊接頭的顯微組織a為1000℃釬焊1h所的釬焊接頭組織,可以明顯地看到魏氏體組織已經完全粗化,其中在靠近釬縫中心處有部分α條已變為塊狀。由于釬焊溫度較高,釬縫中心區域的釬料中β相穩定元素迅速擴散,在β相中含量較高,β相非常穩定,在冷卻時直到很低的溫度才有二次α條從β晶粒中析出,由于析出過程進行時溫度已經很低,所以α相析出過程來不及完全進行,各α條之間間隙較小,有的連成一片形成了中的塊狀組織,這些塊狀組織中有些還可以看到α條的間隙。同時,二次條也發生了嚴重的粗化,形成粗大的平直、或并列狀的α叢,即粗大的魏氏體組織。由于釬縫中存在塊狀和條狀混合型魏氏體組織,這種組織將嚴重損害接頭的室溫塑性。
b給出了該釬焊溫度下得到的接頭中各元素的分布情況。由b可以看出釬料中的Zr、Ni、Cu元素在接頭中得到了充分的擴散;在Ti3Al-Nb合金基體邊界處,Nb的擴散較多,所以在Ti3Al-Nb合金基體處生成了很長的細小針狀α2相,該組織有利于釬焊接頭強度的改善。
不同釬焊溫度所得Ti3Al-Nb/TC4釬焊接頭微觀斷裂特征為不同釬焊溫度下釬焊接頭斷口形貌。如a所示,960℃釬焊所得釬焊接頭的斷口為準解理斷口,細小的解理面上光滑無析出物,未見有河流花樣。
結論(1)隨著釬焊溫度升高釬焊接頭強度并不升高。(2)不同溫度下釬焊接頭中靠近TC4合金基體邊界處均生成魏氏體組織,隨溫度升高魏氏體組織粗化程度加??;當釬焊溫度達到TC4合金的β相轉變溫度時,魏氏體組織迅速粗化,魏氏體組織中α條粗化,呈塊狀。

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