《表1 钎焊接头与TiAl母材的抗拉强度》

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《一种钛基钎料钎焊TiAl合金接头的高温力学性能分析》

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图5所示是不同试验温度下钎焊温度1 000°C保温5 min获得的TiAl基合金钎焊接头与母材TiAl基合金本身的抗拉强度的对比曲线，表1为两者的具体数值.由图5可知，TiAl基合金钎焊接头和母材TiAl基合金本身的抗拉强度随着试验温度的增加均减小，并且钎焊接头的抗拉强度始终小于母材TiAl基合金本身.TiAl基合金钎焊接头中脆性Ti3Al界面反应层Ⅰ是不能通过焊后热处理方式去除的，很大程度上限制了钎焊接头的最大连接强度，使得TiAl基合金钎焊接头的连接强度不可能高于母材TiAl基合金本身的.结合图5和表1可知，TiAl基合金钎焊接头和母材TiAl基合金本身的抗拉强度两者之间的差值随着试验温度的升高是先减小后增大的.钎焊接头在试验温度不高于600°C时的抗拉强度是相同试验温度下母材的72%以上.TiAl基合金钎焊接头可以看成是母材TiAl基合金、Ti3Al界面反应层Ⅰ、中心钎焊层II等三种热膨胀系数不一样的材料依次叠层的，所以钎焊接头中的残余应力是远大于母材TiAl基合金本身的.TiAl基合金钎焊接头和母材TiAl基合金随着试验温度的升高均会发生软化，是引起抗拉强度降低的原因之一.据文献[9]可知TiAl基合金的抗氧化性能在使用温度高于850°C时是急剧下降的，这也是TiAl基合金抗拉强度在试验温度高于800°C时急剧下降的另一原因.但钎焊接头中的高残余应力随着试验温度的升高而松弛、消除，很大程度上减缓了钎焊接头连接强度的下降速度，缩小了钎焊接头与母材TiAl基合金本身的抗拉强度之间的差距.根据前面可知，母材TiAl基合金在试验温度700°C以上时的抗氧化性比TiAl基合金钎焊接头好.由表1可知，钎焊接头在试验温度不超过600°C时，其抗拉强度可达室温时的81%以上，即使试验温度高达700°C，仍可达室温时的74%.哈尔滨工业大学的Yang等人[10]采用TiH2-Ni-B粉末和Ag-Cu-Ti对Ti-43Al-9V-0.3Y进行钎焊连接，结果显示TiH2-Ni-B钎焊接头的连接强度在试验温度600°C时为室温时的66.7%，且对应的钎焊温度高达1 180°C；而Ag-Cu-Ti钎焊接头在试验温度400°C时为室温时的70%，而使用温度一旦超过400°C就急剧降低到20%以下.哈尔滨工业大学的He等人[11]采用Ag-35.2Cu-1.8Ti（熔化温度800～850°C）钎焊连接TiAl基合金，试验温度400°C时的抗拉强度仅为248 MPa，远低于文中的285 MPa.对比结果显示，文中得到的钎焊接头对应的钎焊温度低，接头的室温和高温连接强度高，尤其是高温力学性能特别优异.另外，母材TiAl基合金本身的抗拉强度在试验温度800°C时仍能维持在室温时的80%以上，这说明母材TiAl基合金本身的热稳定性远优于钎焊接头.因此，当试验温度超过700°C时，TiAl基合金钎焊接头的抗拉强度的下降速度随着试验温度的升高而急剧增大，远高于TiAl基合金母材本身，导致两者的差距越来越大.