[发明专利]一种复合钎料及其钎焊TC4钛合金的方法

说明书

本发明公开了一种复合钎料及其钎焊TC4钛合金的方法。一种钎料包括：Ti_30‑40Zr_24‑33Mo_5‑10Cu_7‑18Be_13‑23；其中，在所述复合钎料内，基体相为钛基金属玻璃，其原子百分比表达式为；Ti_13‑26Zr_26‑36Mo_1.5‑2.5Cu_10‑12Be_24‑44；增强相是具有体心立方结构的钛基枝晶，其原子百分比表达式为：Ti_34‑67Zr_12‑40Mo_7.5‑18.5Cu_2‑26Be_2‑20，增强相的体积分数为50％。一种钎焊方法：以Ti_30‑40Zr_24‑33Mo_5‑10Cu_7‑18Be_13‑23作为钎料钎焊TC4钛合金。本发明的有益效果是：具有良好的钎焊性能。

技术领域

本发明涉及钎焊领域，具体涉及一种复合钎料及其钎焊TC4钛合金的方法。

背景技术

TC4是目前使用最为广泛的钛合金，它具有(α+β)两相结构及优异的力学性能，其强度、塑性和损伤容限等性能匹配较佳在航空航天、生物医药、新能源、信息行业等领域广泛应用。钛合金熔点高，导热性差，在焊接钛合金时，焊后较大的冷却速度容易导致钛合金转变形成α′马氏体相，导致接头强度硬度升高，而塑性降低；焊缝及热影响区高温停留时间较长，晶粒长大倾向明显；且与碳、氮、氧元素亲和力强，易出现粗大晶粒和接头脆化现象，造成接头的塑性和韧性下降。钎焊技术可以实现局部或微小区域快速加热完成钎焊过程，其热源在工作时能大幅降低无效的热量输入，因此在满足焊接要求的最低温度条件下可大幅降低焊接峰值温度。

普通的晶态钎料，为共晶或近共晶成分，多由脆性元素构成，且需使用钎剂，高温下易产生缺陷；并且由于过冷度的原因，微观结构以树枝晶为主，并伴有偏析，这将对接头的强度，尤其塑韧性造成严重恶化。

与晶态钎料相比，非晶钎料化学成分均匀，在钎焊过程中，熔化、铺展几乎同时完成，这就使得钎缝组织均匀，有利于提高接头性能。因此，非晶钎料已经成为材料钎焊领域中的一个非常重要的研究方向。目前，TC4合金的钎焊普遍使用的非晶态钎料为Ti_37.5Zr_37.5Ni₁₀Cu₁₅，虽其接头牢固，性能较TC4 钛合金的直接焊接和晶态钎料焊接均有所提高，但脆性仍然较大。这是因为，非晶合金虽然具有高弹性极限、高强度和高硬度等优异的力学性能，但是，由于没有晶粒、晶界的存在，其塑性变形本质上是高密度的局域剪切带的不均匀流动，在没有约束的条件下，材料将沿着某个主剪切带迅速扩展直至断裂发生，导致其在宏观上基本表现不出塑性变形的特征，不具备室温宏观塑性变形的能力，并且会在毫无征兆的情况下发生灾难性断裂。因此，非晶钎料的使用仍不能使钎焊接头的性能完全与母材匹配。

中国发明专利ZL201410773318.3《一种高强度高韧性枝晶增强钛基金属玻璃复合材料》公开了一种高强度高韧性枝晶增强钛基金属玻璃复合材料，其内部具有增强相，能够可阻碍非晶基体中单一剪切带的快速扩展，但可惜无能促进多重剪切带的增殖，从而使应力重新分布，到达延缓材料的最终断裂，提高非晶合金的塑性的目的。

因此，一种能够促进多重剪切带的增殖，从而使应力重新分布，进而提高TC4钛合金焊接接头性能的钎焊材料及其钎焊方法称为解决问题的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种的复合钎料，具有良好的应力分布。

本发明还有一个目的在于提供一种的复合钎料钎焊TC4钛合金的方法，具有良好的钎焊性能。