镍基单晶高温合金瞬态液相连接过程的晶体学取向控制研究

瞬态液相连接(Transient liquid phase bonding,TLP)在单晶高温合金方面的应用已引起国内外研究者的关注。本项目拟研究单晶合金TLP连接时母材晶体学取向控制的问题。拟采用XRD，SEM，TEM，EBSD和EPMA等手段研究母材晶体学取向偏差对单晶合金TLP连接过程的影响，揭示晶体学取向差的存在对单晶合金TLP连接微观机制的影响。通过瞬时拉伸和蠕变试验，研究晶体学取向差对接头力学性能的影响，利用SEM，TEM和EPMA等方法研究取向差对单晶合金TLP接头的变形和断裂微观组织的影响，描述出亚晶界或晶界等缺陷对接头变形及断裂过程的影响。在此基础上提出合理的母材晶体学取向差范围，为TLP技术在单晶高温合金的连接方面的实际应用提供理论基础。

瞬态液相连接(Transient liquid phase bonding,TLP)是解决单晶高温合金连接问题的关键技术。本项目研究了单晶合金TLP连接时母材晶体学取向控制的问题。通过XRD，SEM，TEM，EBSD和EPMA等手段研究母材晶体学取向差对单晶合金TLP连接过程的影响，主要结论如下：.（1）随单晶母材之间晶体学取向差的增加，单晶合金TLP过程的等温凝固速率降低。.（2）[001]晶向的母材的TLP过程进行的比[011]晶向的母材的TLP过程要快。这主要是因为间隙原子B在不同晶向母材中的扩散行为的差异造成的。.（3）在大间隙TLP连接的初始阶段，由于B元素从液态中间层向固态母材中扩散，导致在靠近S/L界面附近的液态中间层内形成了B元素的浓度梯度，在该区域形成了成分过冷。这种成分过冷导致了胞状界面的形成。随连接时间的增加，B元素的浓度梯度基本消失，无法满足成分过冷和形成胞状晶的条件，因此在TLP过程进行到一段时间后，微观组织上观察不到胞状晶的存在，界面形貌向平面转变。.（4）单晶母材间的扭转角度差能显著影响接头微观组织和持久性能，扭转角度差的存在严重降低接头高温持久性能。