由拉伸試驗(yàn)結(jié)果可看出,隨著釬焊溫度的升高,接頭的強(qiáng)度不但沒(méi)有提高反而略有降低,當(dāng)釬焊溫度為960℃時(shí),釬焊接頭的強(qiáng)度最高。由此可見(jiàn),提高釬焊溫度并不一定能夠使釬縫的強(qiáng)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(xì)小的針狀二次α相。魏氏體組織的出現(xiàn)主要是由于釬料中含有較多的β相穩(wěn)定元素如Cu、Ni,它們可使(α β)轉(zhuǎn)變溫度降低。能譜分析結(jié)果表明在此釬焊溫度下,β相穩(wěn)定元素已擴(kuò)散入TC4合金基體中的β相晶粒中,當(dāng)冷卻[/url]時(shí),從原始β相中析出二次α條,整個(gè)β晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)條狀(長(zhǎng)條狀α相 β相),由于在釬焊溫度下釬縫邊界處β晶粒內(nèi)存在著垂直于釬縫的成分梯度,所以α長(zhǎng)條向釬縫中心生長(zhǎng)。
從b中線分析結(jié)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(kuò)散,其余各元素除Ni、Cu外擴(kuò)散并不明顯,Ni、Cu元素的分布曲線有所波動(dòng),說(shuō)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(zhǎng)條圖1960℃的間隔內(nèi),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(xì)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(qū)中擴(kuò)散比較均勻,其中Ni、Cu元素在此處有較多的擴(kuò)散,它們的分布曲線的波峰較窄且分散,說(shuō)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(kuò)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(jīng)完全粗化,其中在靠近釬縫中心處有部分α條已變?yōu)閴K狀。由于釬焊溫度較高,釬縫中心區(qū)域的釬料中β相穩(wěn)定元素迅速擴(kuò)散,在β相中含量較高,β相非常穩(wěn)定,在冷卻時(shí)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(guò)程進(jìn)行時(shí)溫度已經(jīng)很低,所以α相析出過(guò)程來(lái)不及完全進(jìn)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(shí),二次條也發(fā)生了嚴(yán)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(yán)重?fù)p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(kuò)散;在Ti3Al-Nb合金基體邊界處,Nb的擴(kuò)散較多,所以在Ti3Al-Nb合金基體處生成了很長(zhǎng)的細(xì)小針狀α2相,該組織有利于釬焊接頭強(qiáng)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(zhǔn)解理斷口,細(xì)小的解理面上光滑無(wú)析出物,未見(jiàn)有河流花樣。
結(jié)論(1)隨著釬焊溫度升高釬焊接頭強(qiáng)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劇;當(dāng)釬焊溫度達(dá)到TC4合金的β相轉(zhuǎn)變溫度時(shí),魏氏體組織迅速粗化,魏氏體組織中α條粗化,呈塊狀。