第三代镍基单晶高温合金大间隙钎焊接头的微观组织和力学性能

李可馨, 侯星宇, 王诗洋, 孙 元*, 陈立佳, 程陆凡,王振江, 李寒松, 汤广全

（1．沈阳工业大学 材料科学与工程学院，沈阳 110870；2．中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心，沈阳 110016；3．中国航发商用航空发动机有限责任公司，上海 200241；4．辽宁中科博研科技有限公司，沈阳 113122）

第三代镍基单晶高温合金承温能力较第一代和第二代分别提高了约60 ℃和30 ℃，是目前最具有发展潜力的单晶高温合金，应用于正在预研的未来航空发动机叶片[1-2]。而为了提高单晶叶片的承温能力，需要将其设计成内部气冷通道更加复杂的空心结构，但依靠目前的铸造技术，难以将具有复杂结构的叶片进行一次铸造成型，需要配合高性能连接技术进行制造[3]。

第三代镍基单晶高温合金中添加了大量的强化元素，这使得其焊接难度增加[4-8]。对于单晶材料最常采用的连接方法为钎焊和瞬态液相连接（transient liquid phase bonding，TLP）。TLP是将薄层低熔点中间层合金放置于待焊材料表面中间，对其加热并施加微小压力，中间层合金熔化形成低熔点液相并润湿母材，溶质原子扩散发生等温凝固最终形成组织均匀的接头[9]。TLP通常需要较长的时间来进行元素的扩散进而实现保温过程中的等温凝固，较长的保温时间会使高温合金母材性能降低，而且对焊接间隙要求高，只适用于小间隙焊接[10]。钎焊是采用熔点低于母材的金属材料作为钎料，将钎料和母材共同加热到低于母材熔点但高于钎料熔点的温度，这时钎料熔化变为液态填充焊缝间隙，润湿母材并与母材相互作用实现连接焊件的方法[11]。……