Ni3Al基高溫合金是航空發(fā)動機工作葉片、渦輪盤、燃燒室等關(guān)鍵部位的重要材料。熱端部件在設(shè)計上采用具有復(fù)雜內(nèi)部冷卻通道的空心結(jié)構(gòu)，通過鑄造工藝很難實現(xiàn)其最終結(jié)構(gòu)，所以焊接是一種不可缺少的制造技術(shù)。瞬間液相擴散焊(TLP)結(jié)合了釬焊和擴散焊的優(yōu)點，是連接Ni3Al基高溫合金的較優(yōu)方法。近期，省科學院中烏焊接所釬焊擴散焊研發(fā)中心科研人員基于中烏國際科技合作基礎(chǔ)，針對我國Ni3Al基高溫合金接頭間隙敏感性大、接頭重熔溫度低、生產(chǎn)條件下接頭質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，采用新型低硼復(fù)雜Ni3Al基中間層材料體系，解決了大間隙時接頭可靠性不足的難題。 

　　通過利用密度泛函理論計算了單晶Ni3Al的彈性常數(shù)、多晶Ni3Al的彈性模量、剪切模量和泊松比，并與前人報道的實驗數(shù)據(jù)進行了比較。在計算了單晶和多晶Ni3Al的力學性能的基礎(chǔ)上，采用三維有限元方法對Ni3Al單晶瞬間液相擴散焊接頭在簡單拉伸載荷下的力學行為進行了研究。結(jié)果顯示，第一主應(yīng)力、最大剪應(yīng)力、等效應(yīng)力和損傷等效應(yīng)力的最大值隨中間層彈性模量的減小而線性減小，降低中間層的彈性模量可以減小瞬間液相擴散焊接頭的應(yīng)力集中，提高接頭的力學可靠性。相關(guān)科研成果發(fā)表于國際學術(shù)期刊Materials 2019, 12(17), 2765。 

　　采用新型低硼復(fù)雜Ni3Al基中間層材料對定向凝固高溫合金IC10進行TLP連接。采用SEM和EBSD等分析了TLP連接接頭的微觀組織，研究了母材溶解、等溫凝固和焊后熱處理對母材主元素遷移的影響，并且提出了一種新型高溫合金中間層成分設(shè)計方法，突破了以往研究只適用于低于0.03 mm間隙的瓶頸，接頭間隙為0.08 mm的條件下，接頭高溫（1100 ℃）拉伸強度達268 MPa；接頭高溫持久（1100 ℃/36 MPa）持久時間超過100 h，均達到母材的90%以上。相關(guān)科研成果發(fā)表于國際學術(shù)期刊Journal of Manufacturing Processes 54 (2020) 109–119。   

　　圖1 第一主應(yīng)力和最大剪應(yīng)力的模擬結(jié)果

　　圖2 定向凝固高溫合金IC10 TLP連接接頭EBSD照片 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.3390/ma12172765; 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2020.03.002. 

　?。ㄊ】茖W院中烏焊接所 劉鳳美/供稿）