粉末冶金高温合金的钎焊技术探析

几种典型镍基粉末冶金高温合金的成分见表18-7。从中可见，粉末合金的成分基本上仍为同牌号铸造或变形合金的成分，如Rene95、IN100，只不过是适当降低碳含量以适应粉末冶金工艺的要求，因此对其钎焊同高温合金类似。

表18-7 几种镍基粉末冶金高温合金的成分Table 18-7 Compositions of some P/M nickle-base superalloys

1.钎焊特点

粉末冶金高温合金虽然成分上接近于同牌号高温合金，但毕竟其组织、个别元素含量有所区别，因此钎焊时，有两点应引起人们注意：一是高的钎焊温度会使细晶粒的粉末冶金合金母材在钎焊过程中发生晶粒严重长大，导致中温强度的大幅度下降；另一个问题是粉末冶金合金的超细晶粒，可能会造成在钎焊时硼和硅的反常快速扩散，从而在接头中产生过量的孔洞。当然，快速扩散也有其有利的一面，即可缩短为改善性能而进行的焊后扩散处理时间。

2.钎焊方法及钎料

粉末冶金高温合金可以在真空或可控气氛中采用金基或镍基钎料钎焊。金基钎料主要用于要求优良的抗氧化及耐蚀能力、良好的接头韧度及最小的钎料/母材反应的场合。但金基钎料的高成本使其大量应用受到了限制，更多情况下是采用成本较低的镍基钎料，如BNi-1a、BNi-2、BNi-3、BNi-4和BNi-5（国内对应牌号分别为BNi74CrFeSiB，BNi82CrSiBFe，BNi92SiB，BNi95SiB，BNi71CrSi）。

镍基钎料在室温下呈脆性，因此通常以粉状、膏状、粘带或非晶态形式使用。(www.xing528.com)

3.应用

美国底特律内燃机厂采用钎焊及热等静压扩散处理的方法制造了双性能涡轮盘，其叶片环件为整体铸造的Mar-M-246合金，盘体为PA-101粉末合金。叶片环件与盘体热压装配后采用钎焊进行封接，钎料为含硼、硅的改型Mar-M-247粉末，钎焊规范为1218℃×30min+1093℃×10min+1149℃×1h，然后将钎封组件在规范1218℃×3h×103.4MPa下进行热等静压连接，获得了接头有效系数近100%的优质冶金接头，其力学性能见表18-8。

表18-8 PA-101/Mar-M-246双性能涡轮盘的力学性能^[20] Table 18-8 Representative mechanical properties of PA-101/MAR-M-246 dual property turbine wheels^[20]

(续）