金属学报

作者：杜随更, 王松林, 胡弘毅

单位：西北工业大学 航空发动机高性能制造工业和信息化部重点实验室 西安 710072

关键词：TiAl基合金,摩擦焊接,扩散焊接,金属间化合物相,原位裂纹,

基金：国家自然科学基金项目(51675434)

发动机用TiAl涡轮与转轴摩擦焊接过程中，在焊合区会产生脆性过渡相，从而影响接头性能。为揭示TiAl基合金与GH3039合金摩擦-扩散双重焊焊合区过渡相的形成规律，探究过渡相的晶体结构和断裂性能，采用在焊接过程中中断焊接的方法，取得了双重焊不同阶段的接头。采用SEM研究了这些接头焊合区过渡相的形貌及其演变规律；利用TEM及配套的原位纳米力学测试系统，研究了过渡相的晶体结构及Al-Ni-Ti三元金属间化合物相的裂纹扩展行为。结果表明，在摩擦焊及其热处理过程中，焊接界面上陆续发生相变形核并初步长大形成新的过渡相：Ni3(Al, Ti)、(Ni, Cr)SS、Al3NiTi2、AlNi2Ti和Ti3Al。随后的扩散焊接过程中的压力和高温促进Ti3Al和Al3NiTi2形成稳定的双相区，促使(Ni, Cr)SS区调幅分解形成相互交错呈柱状分布的fcc结构(Ni)SS和bcc结构(Cr)SS。Al3NiTi2和AlNi2Ti相内弥散分布着极少的α相纯Ti，α-Ti与Al3NiTi2相界处于非共格状态。Al3NiTi2和AlNi2Ti分别具有六方和bcc结构。在原位压缩过程中，Al3NiTi2相内裂纹的形核和扩展，均没有发现明显的塑性变形和位错运动。但观察到裂纹尖端附近晶格面发生微区变形，原子排列从有序结构转变为无序结构。

来源：2024年第12期

《金属学报》期刊编辑部

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