TiBw/TA15 钛基复合材料真空钎焊界面组织及性能研究

叶嘉宝，李晓红，邓云华，谢志怡，文彦臻

(中国航空制造技术研究院 航空焊接与连接技术航空科技重点实验室,北京,100024)

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钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、热稳定性及焊接性能好等优点从而广泛应用于航空航天、海洋工程、交通运输、医疗器械等领域[1-3]，然而TC4、TA15 等常用钛合金的长期使用温度低于500 ℃[4-5].在钛合金基体中添加增强相制成钛基复合材料则能提高其使用温度[6]，尤其是非连续增强钛基复合材料相比传统钛合金具有更高的强度、更好的耐磨性、更高的服役温度，这些优点使得钛基复合材料具有广阔的应用前景[7-9].钛基复合材料虽具有诸多优点，但增强体与基体在物理及化学性质上的差异，导致其加工性能较差[10-11].

对于易氧化材料，可将装配好钎料的焊件置于真空炉中进行加热钎焊，称为真空钎焊.焊件在焊接过程中处于真空气氛的保护下，能避免高温下氮气、氧气等气体对钎焊界面的污染，使得焊缝成形良好，非常适合焊接薄壁及结构较复杂的接头[12].

目前对于非连续增强钛基复合材料真空钎焊工艺研究主要集中在以TC4 为基体的钛基复合材料上.在钛基复合材料的钎料选择上主要有Ag 基钎料[13-14]和Ti 基钎料[15-17]两类.相比Ag 基钎料，Ti 基钎料与钛合金基体冶金相容性更好，服役温度更高，有利于获得力学性能更佳的钎焊接头[18].此外，在钎料中加入Zr 元素可与Ti 无限互溶成为强化元素[19]，加入Cu、Ni 元素可与Ti、Zr 形成低熔点共晶降低钎料熔化温度……