精密成形工程

作者：刘全明, 肖俊峰, 唐文书, 高松, 孙华为, 秦建, 程亚芳, 龙伟民

单位：1.西安热工研究院有限公司 燃气轮机技术部,西安 710054;<br>2.中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司 高性能新型焊接材料全国重点实验室,郑州 450001

关键词：Ti-Zr-Cu-Ni钎料,钎料组织,TA2钛合金,钎焊界面组织,接头拉伸强度

基金：国家自然科学基金（52304385）; 陕西省重点研发计划（2024GX-YBXM-214）; 中国华能集团科技项目（HNKJ18-H11）

目的 通过自制Ti-Zr-Cu-Ni钎料实现TA2钛合金钎焊连接,研究Ti-Zr-Cu-Ni钎料合金组织特征、接头界面组织、熔蚀特性及拉伸强度,为燃机损伤部件钎焊修复用钛基钎料及钎焊工艺研发提供理论支撑。方法 采用SEM、XRD分析了钎料及钎焊接头的组织,研究了钎料类型对接头拉伸性能的影响。结果 降低钎料中Cu、Ni的含量并添加Sn或V元素后,（Ti、Zr）固溶体相尺寸减小;Sn、V更倾向于与Ti、Zr结合形成复杂的晶体相并向（Ti、Zr）固溶体中汇集,元素扩散区深度减小,晶间渗入距离未见变化;引入5.0%（质量分数）Sn、1.5%（质量分数）V后,接头拉伸强度分别为300.6 MPa和302.7 MPa;非晶钎料无明显晶体相,晶间渗入距离明显增大,接头拉伸强度为267.0 MPa。结论 钎焊接头界面为完全反应型结构,当钎料中引入5.0% Sn、1.5% V后,拉伸强度小幅降低,非晶钎料钎焊接头拉伸强度大幅降低,塑性指标均有所提升。少量微元素形成的晶体相对接头强度影响有限,非晶钎料钎焊界面冶金反应充分,形成更多脆性相,导致接头强度大幅下降。添加Sn或V后,分别在接头组织中形成Ti2Sn3、Ti6Sn5、Zr5Sn3或Ni3VZr2、NiV3、Ni2V等晶体相,可改善接头塑性。

来源：2025年第6期

《精密成形工程》期刊编辑部

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