采用Ni基钎料钎焊AlCoCrFeNi高熵合金的接头组织及性能研究.pdf

采用Ni 基钎料钎焊AlCoCrFeNi 高熵合金的接头组织及性能研究 采用Ni基钎料钎焊AlCoCrFeNi高熵合金的接头组织及性能 研究 摘 要 高熵合金特有的高熵、晶格畸变等效应使其具有高强度、高硬度和优异的高 温稳定性等特点，广泛应用于汽车、航空航天、核反应堆等领域，作为潜在的结 构材料，已经成为研究的热点。然而，目前关于A1CoCrFeNi 高熵合金的钎焊研 究还未报道。因此，研究高熵合金钎焊对其广泛应用具有重要意义。 本文采用Ni 基钎料对高熵合金体系中典型A1CoCrFeNi 高熵合金进行钎焊 研究。系统的研究了钎焊工艺对A1CoCrFeNi 高熵合金钎焊接头的组织演变及接 头力学性能的影响规律，并对钎焊过程中钎料的熔化和连接机理进行了探讨。通 过断口形貌分析了钎焊接头的断裂模式，建立了接头组织与断裂机理的联系，并 对钎焊接头的高温稳定性能进行了研究。结果表明： （1）钎焊接头典型微观组织分为熔合区和扩散区两部分，扩散区靠近 A1CoCrFeNi 高熵合金母材。不同钎焊温度下的钎缝扩散区组织为BCC、FCC 和 CrB，熔合区组织随钎焊温度升高而发生相变，在钎焊温度为1150 ℃、1200 ℃ 和1250 ℃时，其组织由Ni基固溶体和硼化物构成，此外，化合物Al Ni 在1250 ℃ 3 5 析出；钎焊温度增加至1300 ℃和1350 ℃时，熔合区组织变为BCC、FCC 和CrB。 （2）随钎焊温度升高，钎缝熔合区宽度变化不明显，而扩散区宽度逐渐增 加，且组织细化、硼化物减少。熔合区除发生相变外，当钎焊温度为1300℃增 加至1350 ℃时，部分硼化物形貌有所变化，由原来的黑色变成灰色，组织FCC 变为更细的条状，与母材组织形貌相似。 3 1150℃ 1200℃ 1250℃ （）钎焊接头的断口位置表明：在钎焊温度为 、 和 时， 1300 ℃ 1350 ℃ 断口多发生在钎缝中心，当钎焊温度为 和 时，断口发生在钎缝和 A1CoCrFeNi 高熵合金母材。保温15min，接头剪切强度随钎焊温度升高先上升 1300 ℃ 687.2MPa (0min 15min 30min 后下降，在 达到最大值 ；随保温时间 、 、 、 45min)的延长，接头剪切强度也呈先上升后下降的趋势，在保温 15min 时达到 最大。 （4）将在 1300 ℃保温15min 下获得的钎焊接头在800 ℃和900 ℃热处理 后发现，钎缝中组织得到细化，FCC相中析出大量细小CrB。热处理后钎焊接头 664.0MPa 593.6MPa 的剪切试验结果分别为 和 ，说明此钎焊条件下的接头具有 较好的高温稳定性。 I 浙江工业大学硕士学位论文 本文对首次采用Ni 基钎料实现了A1CoCrFeNi 高熵合金的高强度连接，并 验证了接头的高温稳定性。 关键词：A1CoCrFeNi 高熵合金，微观组织，力学性能，热稳定性 II 采用Ni 基钎料钎焊AlCoCrFeNi 高熵合金的接头组织及性能研究 RESEARCH ON MICROSTRUCTUREANDPROPERTIES OF JOINTSOFALCOCRFENIHIGH-ENTROPYALLO