GH3044簡介：
該合金是體固溶強化鎳基抗氧化合金，在900℃以下具有高的塑性和中等的熱強性，并具有優(yōu)良的抗氧化性和良好的沖壓、焊接工藝性能，適宜制造在900℃以下長期工作的航空發(fā)動機主燃燒室和加力燃燒室零部件以及隔熱屏、導(dǎo)向葉片等。

作為一種超高溫合金，GH3044鎳基高溫合金具有良好的高溫抗氧化性、抗腐蝕性、熱強性，因此可望成為航空、航天、動力化工等工業(yè)在高溫復(fù)雜載荷和環(huán)境下保證運行的關(guān)鍵材料.為了擴大GH3044鎳基高溫合金的應(yīng)用場合，通常需要將這種材料進行連接，制成復(fù)雜的連接構(gòu)件.自鎳基高溫合金得到廣泛應(yīng)用以來，人們就在不斷探索鎳基高溫合金各種各樣的連接方法.從現(xiàn)有的文獻資料來看：鎳基高溫合金所涉及到的連接方法有十余種之多，這些連接方法主要包括：摩擦

焊{1}、擴散焊{2}、TG焊{3}、自蔓延焊、過渡液相連接和釬焊等.其中釬焊是鎳基高溫合金的主要連接方法之一.

本文采用Ni基合金釬料對GH3044鎳基高溫合金進行釬焊連接，并對接頭的界面產(chǎn)物和連接強度進行分析.本文研究結(jié)果對鎳基高溫合金的釬焊連接及GH3044鎳基高溫合金的應(yīng)用提供了一定的參考價值.

1試驗材料和設(shè)備

本試驗所用的GH3044鎳基變形高溫合金是一種固溶態(tài)冷軋薄板(微觀組織見圖1),其厚度為1.5mm;試驗中選用熔點為942～966℃嫻牟δ=矗危榛◆轄鵯手?GH3044合金與Ni基釬料的化學成分見表1所示.為便于試驗，在焊接前用電火花線切割機床將GH3044合金切割成50mm ×10 mm的試片.

2試驗結(jié)果與分析

2.1 GH3044合金釬焊接頭的界面組織

本文為了研究釬焊接頭的界面組織及釬焊工藝參數(shù)對接頭界面組織的影響，在1040-1100℃,保溫5-40m in的釬焊工藝參數(shù)下對GH3044合金進行連接.圖2為釬焊溫度1070℃、保溫時間10min條件下獲得的GH3044合金釬焊接頭的界面形貌.由圖2(a)可知，采用鎳基釬料對GH3044合金進行釬焊后，鎳基釬料與GH3044合金的界面處結(jié)合得比較好.總體而言，整個接頭共出現(xiàn)三個明顯的反應(yīng)區(qū)，它們依次為：界面析出相區(qū)、釬縫中的A區(qū)、釬縫中的B區(qū).由圖2(b)可知，在A區(qū)內(nèi)部和界面析出相區(qū)附近，存在少量尺寸不等的白色粒狀相.

為了確定GH3044合金釬焊接頭的界面反應(yīng)

產(chǎn)物，對上述接頭的不同區(qū)域進行能譜分析，其結(jié)果見表2所示.由表2可知：當釬焊溫度為1070℃,保溫時間為10min時，在GH3044合金/鎳基釬料界面的析出相(長骨桿狀相)中有Ni.Cr和W三種主要元素.由Ni-Cr-W三元變溫截面相圖可知(見圖3),此時界面析出相為(Cr,W)?+N固溶體.釬縫中A區(qū)及此區(qū)中的白亮相應(yīng)該是由(Cu,Ni)固溶體及Ni-Mn金屬間化合物組成的復(fù)合相(由于有(Cu,Ni)固溶體的存在，很難根據(jù)元素成分確定此Ni-Mn化合物的種類).由表2中的能譜分析結(jié)果及Ni-Mn二元相圖可知，B區(qū)的組織應(yīng)該是由Ni和Mn組成的金屬間化合物”?+ξ復(fù)合相.

圖4為釬焊溫度1100℃、保溫時間10m in條件下獲得的GH3044合金釬焊接頭的界面形貌.由圖4(a)可知，此接頭與釬焊溫度為1070℃時獲得的界面組織不同.當釬焊溫度升高到1100℃時，接頭處只有兩個反應(yīng)區(qū)，即界面析出相區(qū)和釬縫中的A區(qū)，而釬縫中的B區(qū)明顯消失.由圖4(b)可知，在A區(qū)內(nèi)部、界面析出相區(qū)附近，同樣存在少量尺寸不等的白色粒狀相.由接頭不同區(qū)域的能譜分析結(jié)果(表3)可知：在GH3044合金/鎳基釬料界面的析出相也是(Cr,W)?+Ni固溶體；此時釬縫中A區(qū)及少量的白亮相也是由(Cu,Ni)固溶體及Ni-Mn金屬間化合物組成的復(fù)合相.

2.2 GH3044合金釬焊接頭的強度分析

為了分析釬焊溫度及保溫時間對GH3044合金釬焊接頭室溫抗剪強度的影響，本文對保溫時間為20min、不同釬焊溫度下及釬焊溫度為1070℃、不同保溫時間下獲得的釬焊接頭進行室溫抗剪試驗，獲得的抗剪強度值示于圖5中.由圖

5(a)可知，在保溫時間為20min時，隨著釬焊溫度的提高，接頭的抗剪強度值先增大后減小.當釬焊溫度為1070℃時,接頭獲得最大的抗剪強度288MPa由圖5(b)可知，在釬焊溫度為1070 ℃時，隨著保溫時間的延長,接頭的抗剪強度值也是先增大后減小.當保溫時間為10min時，接頭獲得最大的抗剪強度319MPa

固溶體+Ni-Mn金屬間化合物復(fù)合相存在.因此，接頭的斷裂表面表現(xiàn)出混合型斷裂特征，即典型的韌性斷裂(見圖6(a))和脆性斷裂(見圖6(b)).由于接頭在斷裂過程中發(fā)生路徑的轉(zhuǎn)移及斷裂方式的變化，此時接頭易獲得較高的抗剪強度.

而當釬焊工藝參數(shù)較高時(如釬焊溫度為1100℃),由前面界面組織的分析結(jié)果可知，界面處無n"+5金屬間化合物層生成，且A區(qū)中Ni-Mn金屬間化合物的數(shù)量相對較少，因此接頭的斷裂表面只表現(xiàn)出單一的斷裂特征，如圖7所示.由于此時接頭主要在固溶體處發(fā)生斷裂，最終造成接頭的室溫抗剪強度較1070℃的接頭低.

3結(jié) 論

(1)?Ni基釬料可成功的對GH3044鎳基合金進行釬焊連接；當釬焊溫度為1070℃,保溫時間為10min時，界面處有(Cr,W)?+Ni固溶體析出，釬縫中有(Cu,Ni)固溶體組織+Ni-Mn金屬間化合物層及n"+5金屬間化合物層生成；而當釬焊溫度為1100℃時，釬縫中的n"+5金屬間化合物層消失.

(2)采用Ni基釬料對GH3044鎳基合金進行釬焊連接，當釬焊溫度為1070℃,保溫時間為10min時，接頭獲得最大的室溫抗剪強度319MPa此時接頭的斷裂屬于既有韌性又有脆性斷裂的混合斷裂特征.