TiVNbTa/Inconel 600扩散焊接头的组织与性能

鉴于TiVNbTa难熔高熵合金优异的耐蚀性和高温强度,针对其与高温合金复合使用的潜在应用前景,研究TiVNbTa和Inconel 600的扩散焊接性能。在850~1150℃条件下对二者进行了扩散焊研究,对850~1000℃下所得接头的微观组织进行了观察,对所有温度下所得接头的剪切强度进行了检测。研究结果表明,除850℃下所得接头只含一层富Ni界面层外,其余接头均具有“Inconel 600/镍基扩散层/富Cr层/富Ti层/富Ni层/TiVNbTaNi(Fe,Cr)扩散层/TiVNbTa RHEA”多层界面结构,其中富Ni层为具有菱方晶体结构的Ni_(2)Ti型金属间化合物,富Cr层为具有密排六方晶体结构的Cr2X型Laves金属间化合物。950℃下所得接头具有最高剪切强度,其值为357 MPa,断裂主要发生在接头中具有Ni_(2)Ti型晶体结构的金属间化合物层,裂纹扩展穿过多层界面。接头界面形成机理分析结果表明,扩散焊过程中,Ti,V,Nb,Ta元素由RHEA侧向Inconel 600合金侧扩散,Ni,Fe,Cr元素由Inconel 600合金侧向难熔高熵合金侧扩散。其中,Ti和Ni元素扩散剧烈;Cr和Ni元素在界面化学反应的驱动下发生偏聚;Nb和Ta元素的扩散因Ni_(2)Ti型界面层的形成而受阻,从而出现分层。