镍基单晶高温合金钎焊接头的微观组织与性能

采用一种含B,Si的镍基合金钎料钎焊CMSX-4单晶高温合金,利用SEM,EΡMA分析接头的微观组织与相组成,探究降熔元素B和Si的扩散机制及接头形成机理. 结果表明,不同间隙焊缝的微观组织相似,相组成相同,但随着间隙的增加,焊缝中的硼化物析出相增多,同时出现微孔等缺陷;对于相同焊缝间隙的接头,随着保温时间的延长,焊缝中的硼化物相的平均尺寸在一定程度上增大,且分布更加集中,母材与焊缝间的界面连接层厚度增加. 钎焊过程中,B元素集中分布于焊缝中心区,与Cr,W,Mo等元素反应,形成脆性硼化物相M3B2,B元素未向母材中扩散,近焊缝区中未见硼化物相析出;Si元素不仅在焊缝中心区形成镍硅化物相,也向母材中扩散,在近焊缝区形成含Si元素的镍基固溶体. 对不同焊缝间隙与保温时间的单晶钎焊接头在980 ℃/100 MΡa条件下进行持久性能测试. 结果表明,单晶钎焊接头的持久寿命随着焊缝间隙的增加而降低,随保温时间的延长而升高,但当保温时间延长至30 min以上时,接头持久寿命没有显著增加.