第33卷第7期 2012年7月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.33 July
No.7 2012
DD3单晶合金TLP扩散焊接头组织及持久性能
李晓红'，毛唯'，钟群鹏”，曹春晓'，熊华平
（1.北京航空材料研究院焊接与锻压工艺研究室，北京100095： 2.北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京100191）
摘要：采用粉状中间层合金D1P对镍基单晶高温合金DD3进行了TLP扩焊，并对接头组织与性能进行分析研究。结果表明，DIP粉状中间层合金TLP扩散焊接头的焊缝主要由+双相组织、枝状化合物（Mo，W，Cr，Ni)，B,和条状化合物（Cr，Mo）（C， B)。组成，近缝区中存在块状或针状化合物相(Mo,W,Cr,Ni),B,.接头中存在明显的组织不均勾现象，对接头性能具有明显的不利影响，接头组织不均勾现象可经过高温长时间保温消除，1250℃/24h/空冷扩散焊的接头，并在焊后进行时效处理，其980持久强度可达到母材的90%
关键词：单晶合金：TLP扩散焊；接头组织；接头持久性能
中图分类号：TG454 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2012)07000104
李晓红
命191h[4]，钎焊技术已用于涡轮工作叶片[3]和导向叶片[4]的制造，国内也对一代单晶DD3、二代单
航空发动机高压涡轮叶片工作环境极其恶劣，要求采用具有优异综合性能的高温结构材料制造涡轮叶片，单晶合金是目前性能最优越的涡轮叶片用材料，此外为提高发动机冷却效果，在设计上采用具有复杂内部冷却通道的空心结构，钎焊或过渡液相扩散焊（TLP扩散焊）往往是单晶空心气冷叶片不可缺少的关键制造技术之一，镍基高温合金用焊料主要是以B和Si元素作为降熔元素的镍基合金，近年来又在研制以Hf和Zr元素作为降熔元素的钎料)
国外单晶钎焊、TLP扩散焊研究文献所涉及的母材主要有一代单晶PWA1480，MSX-2和二代单晶 CMSX-4等，其中PWA1480接头982℃的持久强度和等温低周疲劳性能与PWA1480基体相当，焊接的叶片用于航空发动机[2].CMSX-4钎焊接头925℃/ 200MPa持久寿命40h[3],950℃/150MPa持久寿
晶DD6等的TLP扩散焊进行了研究，其中一种代单晶合金接头持久寿命与母材相当(3]：二代单晶 DD6接头980℃持久强度达到母材指标[6.7]
DD3合金是国内自主研制的一代单晶["]，文中研制了粉末状中间层合金D1P,对DD3进行了TLP 扩散焊试验研究
试验方法
试验用母材为采用螺旋选晶法在定向凝固炉上对母合金进行熔炼及定向凝固制得[001]取向Φ15 mm的DD3单晶合金试棒，其化学成分为（质量分数,%)Cr9.0~10.0,Co4.5~5.5,W5.0~6.0,Mo 3.5~4.5,A15.5~6.2,Ti1.7~2.4,余量为Ni[8] DD3热处理制度和典型持久性能见表1[8]
表1DD3合金热处理制度及典型纵向拉伸特久性能
Table1Heat treatment regime and typical longitudinal stress-rupture properties of DD3 Ally
热处理参数
1250C/4bAC+870/32h,AC
温度T/C 980
试验用中间层合金为D1P镍基合金粉末，其收稿日期：2012-03-21
基金项目：总装预研基金资助项目万方数据
100h持久强度Rm/MPa
226
200h持久强度Ram/MPa
201
Cr，Co，W，Mo，Ti元素含量与DD3母材相当，另含有 3.43%降熔元素B和大约8%的A1元素.其熔化温度为1118~1191℃