基于Ni/高熵合金复合中间层调控FGH98高温合金与DD5单晶的界面互扩散行为以实现高性能连接

FGH98高温合金和DD5单晶有望在高温环境中服役.在本研究中,我们采用Ni/高熵合金(Ni/HEA)复合中间层实现了FGH98与DD5的高性能扩散连接.FGH98高温合金、DD5单晶和Ni/HEA复合中间层间元素互扩散导致焊缝处形成细小Ni3Al相(γ′)增强FCC固溶体的复合组织,实现了高强度界面结合.温度是影响界面元素扩散的关键参量.当焊接温度从1075℃提高至1130℃时,界面处元素扩散剧烈,促进了界面空隙闭合和复合扩散区增厚,有利于接头性能提升.然而,过高的扩散温度(1160℃)导致FGH98高温合金和HEA层中形成粗晶组织及化合物相,使接头性能恶化.FGH98-DD5连接体系最优工艺参数为:焊接温度为1130℃、焊接压力为2 MPa、焊接时间为1 h.接头最高抗剪强度为650 MPa,剪切过程中接头表现为韧性断裂.该研究可为界面元素扩散调控提供科学借鉴,也为FGH98高温合金与DD5单晶的可靠连接提供了理论和技术支持.