0 前言

γ－TiAl合金具有密度低，比強(qiáng)度、比剛度高，抗氧化性、抗蠕變性能良好等優(yōu)點(diǎn)，長(zhǎng)期工作溫度可達(dá)760～850℃，是未來(lái)極具應(yīng)用潛力的航空航天用輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料之一［1］。但是γTiAl合金的工程應(yīng)用離不開(kāi)可靠的焊接技術(shù)。γTiAl合金存在室溫延性低的問(wèn)題，采用熔焊方法進(jìn)行焊接時(shí)，表現(xiàn)出較為嚴(yán)重的脆性開(kāi)裂傾向，需要高達(dá)800℃的預(yù)熱溫度［2］，并嚴(yán)格控制冷卻速率，工藝條件苛刻，施焊困難。另外，γTiAl合金在鑄造過(guò)程中容易產(chǎn)生熱裂、縮孔、縮松、表面幾何缺失等缺陷，這一問(wèn)題也嚴(yán)重制約γTiAl合金鑄件的工程化應(yīng)用。

釬焊是國(guó)際上公認(rèn)的、廣泛應(yīng)用于精密零部件和復(fù)雜薄壁構(gòu)件焊接以及鑄件缺陷修復(fù)的再制造方法［3］，其采用整體加熱，焊接熱應(yīng)力小，零件變形小，可克服諸如熔焊工藝局部加熱引起的不均勻熱收縮等問(wèn)題，理論上十分適合于室溫脆性大的γTiAl合金材料的精密連接以及合金鑄件缺陷的修復(fù)。而且采用釬焊方法，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)零部件、多條焊縫的一次性同爐焊接，具有高的穩(wěn)定性。 由于γTiAl合金的密度只有高溫合金的一半，在航空航天領(lǐng)域?yàn)榱藢?shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重，迫切需要采用γTiAl合金替代高溫合金，如先進(jìn)飛行器的蜂窩隔熱結(jié)構(gòu)、航天發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)向器結(jié)構(gòu)等，急需解決γTiAl合金與高溫合金的釬焊技術(shù)問(wèn)題。但是，這兩種母材成分體系完全不同、熱膨脹系數(shù)存在差異、焊接時(shí)極易形成TiNi，AlTiNi等脆性金屬間化合物，同時(shí)缺乏成熟的耐高溫釬料，導(dǎo)致γTiAl合金與高溫合金的異種釬焊連接非常困難。

文中概述了γTiAl合金自身及其與高溫合金釬焊技術(shù)的研究現(xiàn)狀，討論了當(dāng)前存在的問(wèn)題和不足，并提出了展望。

1 γTiAl合金自身釬焊

國(guó)內(nèi)外關(guān)于γTiAl合金自身的釬焊連接技術(shù)已有較多報(bào)道，按采用的加熱方式可分為紅外加熱、感應(yīng)加熱以及真空爐中輻射加熱；以中間層釬料的類型來(lái)區(qū)分，主要有Ti基、Ag基以及Al基釬料。研究的內(nèi)容包括釬料在γTiAl合金表面的潤(rùn)濕性，以及釬料種類、工藝參數(shù)對(duì)接頭組織和性能的影響等。

1.1 釬料的潤(rùn)濕性研究

選擇或設(shè)計(jì)合適的釬料是實(shí)現(xiàn)良好釬焊連接、獲得高性能接頭的必要條件之一，其中釬料在母材表面的潤(rùn)濕性是篩選釬料的重要考慮因素，因此有學(xué)者專門進(jìn)行了釬料在γTiAl合金表面的潤(rùn)濕試驗(yàn)。如表1所示，日本學(xué)者 T.Tetsui［4］系統(tǒng)地研究了 TiNi，BAu4，BAu11，BAu12，BPd2，BNi9 以及 BAg8 這七種釬料在γTiAl合金表面的潤(rùn)濕性以及界面的生成相，評(píng)價(jià)了各種釬料對(duì)于γTiAl合金的釬焊效果。試驗(yàn)結(jié)果表明只有 BAg8 和 BAu12 兩種釬料在 γTiAl合金表面展現(xiàn)出良好的潤(rùn)濕行為和鋪展性，而TiNi釬料幾乎不潤(rùn)濕。同時(shí)也從各釬料潤(rùn)濕界面組織的物相以及硬度分析得出，γTiAl合金的活性較強(qiáng)，可與各種釬料發(fā)生反應(yīng)，并且易與其中的Cu，Ni，Au元素反應(yīng)結(jié)合，在母材一側(cè)生成AlM2 Ti型硬脆金屬間化合物。同時(shí)作者提出，γTiAl合金用高溫釬料需要滿足以下條件：在γTiAl合金表面有良好的潤(rùn)濕性；良好的高溫強(qiáng)度和充分的室溫韌性；不會(huì)由于與γTiAl反應(yīng)而引起母材合金表面脆化。基于上述條件，認(rèn)為BAg8和BAu12更有應(yīng)用潛力。

表1 文獻(xiàn)［4］中釬料成分與熔化溫度區(qū)間

牌號(hào) 成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，% ） 固相線／℃ 液相線／℃ 釬焊溫度／℃ 潤(rùn)濕性BAg8 Ag28Cu 779 779 779～899 良好BAu4 Au18Ni 950 950 950～1 005 一般BAu11 Au50Cu 955 970 970～1 020 一般BAu12 Au12.5Ag12.5Cu 880 895 895～950 良好BPd2 Ag31.5Cu10Pd 825 850 850～950 一般TiNi Ti33Ni 942 980 980～ 1 000 差BNi9 Ni15Cr3.5B 1 055 1 055 1 055 ～ 1 100 一般

圖1 動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)（取三線長(zhǎng)度值的對(duì)數(shù)）

樊坤等人［5］研究了Ti37.5Zr15Cu10Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）在γTiAl合金表面的潤(rùn)濕性表明，隨著溫度升高，表面張力減小和界面反應(yīng)加劇兩方面因素促進(jìn)了該Ti基釬料在合金表面的潤(rùn)濕性。李玉龍等人［6］利用熱臺(tái)顯微鏡，對(duì)AgCuTi釬料在γTiAl合金表面的反應(yīng)潤(rùn)濕過(guò)程進(jìn)行了實(shí)時(shí)原位觀察。結(jié)果表明，釬料在光滑母材表面和粗糙母材表面的潤(rùn)濕鋪展過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)曲線相似，意味著AgCuTi釬料潤(rùn)濕性對(duì)于γTiAl合金表面的粗糙度等狀態(tài)不敏感。如圖1所示，潤(rùn)濕過(guò)程可分為初始階段、線性鋪展階段以及趨于平衡的漸進(jìn)階段。AgCuTi釬料在γTiAl合金表面具有很強(qiáng)的活性，反應(yīng)界面主要有Ag基固溶體和AlCuTi三元金屬間化合物組成。

Ren 等人設(shè)計(jì)了 TiZrCuNiCo［7］，TiZrCuNiFe［8］體系的釬料，研究了它們?cè)?Ti48Al2Cr2Nb（原子分?jǐn)?shù)，%）合金表面的潤(rùn)濕性，并與傳統(tǒng)的 Ti13Zr21Cu9Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）釬料做了對(duì)比。研究發(fā)現(xiàn)，新設(shè)計(jì)釬料在合金表面的潤(rùn)濕角的減小速度要明顯小于傳統(tǒng)Ti13Zr21Cu9Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）釬料（圖 2），說(shuō)明新設(shè)計(jì)釬料與TiAl合金的反應(yīng)程度有所降低，這是由于TiZrCuNiCo，TiZrCuNiFe 體系的釬料中 Cu，Ni含量有所降低的緣故。但通過(guò)適當(dāng)提高試驗(yàn)溫度、延長(zhǎng)保溫時(shí)間，新設(shè)計(jì)釬料的潤(rùn)濕角可以達(dá)到與傳統(tǒng)釬料相當(dāng)?shù)乃健?此外，葉雷等人［9］設(shè)計(jì)了CoFe基和Fe基兩種高溫釬料，并且與BNi82CrSiB釬料進(jìn)行γTiAl合金表面潤(rùn)濕試驗(yàn)對(duì)比。高溫釬焊條件下Co，F(xiàn)e元素相比于Ni元素可以有效緩解界面反應(yīng)程度，采用BNi82CrSiB釬料的潤(rùn)濕反應(yīng)層的厚度為0.25 mm，而采用CoFe基和Fe基釬料時(shí)，反應(yīng)層厚度分別降至0.20 mm和0.12 mm。在1 200℃／10 min潤(rùn)濕試驗(yàn)中，兩種新釬料潤(rùn)濕角均為30°。在1 180℃／5 min工藝參數(shù)下，CoFe基和Fe基釬料所得接頭組織相似。此工作是對(duì)于γTiAl合金用高溫釬料研制的積極探索，還有待于進(jìn)一步研究接頭的力學(xué)性能。

圖2 Ti13Zr21Cu9Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）和 TiZrCuNiCo釬料在γTiAl合金表面的動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕性［7］

1.2 釬料種類、工藝參數(shù)對(duì)接頭組織性能的影響

表2列出了近十幾年來(lái)γTiAl合金自身釬焊連接技術(shù)的研究結(jié)果，其中采用Ti基釬料開(kāi)展的研究最多。Ti基釬料具有相對(duì)較高的使用溫度，主要包括TiNi，TiCuNi，TiNiV／Nb 和 TiZrCuNiCo（Mo）等。韓明等人［13］采用 Ti15Cu15Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）釬料對(duì) Ti48Al2Cr2Nb合金進(jìn)行了真空釬焊研究，隨著保溫時(shí)間延長(zhǎng)，母材與釬料區(qū)之間的元素?cái)U(kuò)散更加充分，并且生成α－Ti固溶體，有利于提高接頭強(qiáng)度，但保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，釬縫中又會(huì)形成AlCu（Ni）Ti脆硬相，進(jìn)而減弱接頭強(qiáng)度。文獻(xiàn)［10－11］也報(bào)道了 Ti15Cu15Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）釬料釬焊γTiAl合金的研究，結(jié)果均表明母材中的Al、Ti原子高溫下易溶入釬料反應(yīng)區(qū)，在γTiAl合金一側(cè)生成連續(xù)的 α2Ti3Al反應(yīng)層，而 α2Ti3Al相的脆性不利于接頭強(qiáng)度的進(jìn)一步提高。

Cai等人［15］以 Ti37.5Zr15Cu15Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）非晶箔帶釬料作為中間層來(lái)真空釬焊γTiAl合金時(shí)，詳細(xì)地分析了釬焊溫度和保溫時(shí)間對(duì)于接頭組織和力學(xué)性能的影響。在釬焊規(guī)范930℃／30 min下得到的完整接頭，如圖3a所示，可以分為擴(kuò)散層（I）、溶合層（II）以及殘余釬料層（III），自母材至釬縫中心依次形成了 α2相（A，B）、富 Al的（Ti，Zr）2（Cu，Ni）相（C），（Ti，Zr）2（Cu，Ni）相（D，E）和（Ti，Zr）2（Cu，Ni）＋αTi相（F，G）。隨著釬焊溫度的升高，α2相和 αTi相含量增加而（Ti，Zr）2（Cu，Ni）相減少，對(duì)應(yīng)的室溫抗拉強(qiáng)度先增加后減小。保溫時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的抗拉強(qiáng)度相應(yīng)增加，在930℃／60 min釬焊條件下，接頭的抗拉強(qiáng)度甚至高達(dá)468 MPa。盡管如此，文中沒(méi)有提及接頭的高溫性能。

在 γTiAl合金釬焊時(shí)，有學(xué)者研究了在 TiZrCuNi體系釬料中加入合金元素來(lái)改善釬料的方法。例如，Qiu等人［16］在 Ti37.5Zr15Ni10Cu（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）粉末釬料基礎(chǔ)上加入2%～10%Mo（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），研究了 γTiAl合金的釬焊，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，Mo元素阻礙了βTi到αTi共析轉(zhuǎn)變，并在接頭中形成類似于βTi的黑色相均勻分布在接頭中，對(duì)應(yīng)的接頭剪切強(qiáng)度由218 MPa提高至250 MPa（6%Mo，質(zhì)量分?jǐn)?shù)），如圖 3b、圖 3c。此外，X.Q.Li和 L.Li等人［17－18］又分別在 TiZrNiCu 體系中添加了 Co 以及 Co＋Mo，接頭內(nèi)有 Ti2Cu／Ti2 Ni或（Ti，Zr）2（Cu，Ni）反應(yīng)層生成，隨著保溫時(shí)間增加，該反應(yīng)層增厚，接頭強(qiáng)度也隨之降低，其中含Co＋Mo釬料所得接頭的剪切強(qiáng)度在700℃以上不足150 MPa，這顯然無(wú)法滿足γTiAl合金接頭在高溫環(huán)境下的實(shí)際應(yīng)用要求。

本研究的創(chuàng)新性主要是將含鉍四聯(lián)療法作為對(duì)照組，從多個(gè)方面證明雙歧桿菌四聯(lián)活菌片的治療效果，結(jié)果顯示：其聯(lián)合治療效果明顯，能夠有效改善潰瘍面積，提高患者機(jī)體免疫力，且安全性較高。

綜上可知，Co，Mo元素的加入可以一定程度上增加接頭的高溫強(qiáng)度、抗蠕變性能和抗腐蝕性能。TiZrNiCu體系釬料中的Cu，Ni含量較多，易在接頭中生成TiCu，TiNi，AlCuTi等脆性化合物，所以釬料設(shè)計(jì)時(shí)合理控制Cu，Ni的含量十分必要。由于元素Zr可以與Ti無(wú)限互溶，不生成金屬間化合物，Ren 等人［7，32］在Ti13Zr21Cu 9Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）傳統(tǒng)釬料的基礎(chǔ)上，增加了釬料中的Zr含量，減少了Cu，Ni含量，設(shè)計(jì)了TiZrCuNiCo 體系的釬料，接頭中沒(méi)有檢測(cè)到 TiCu，TiNi，AlCuTi等脆性化合物，而是生成了 ZrCu，ZrNi相，而后者被認(rèn)為是脆性較低的物相，使接頭區(qū)域內(nèi)的硬度降低（圖4），接頭強(qiáng)度得到提高。

表2 γTiAl合金自身的釬焊連接

釬料種類（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%） TiAl名義成分（原子分?jǐn)?shù)，%） 釬焊工藝參數(shù) 接頭強(qiáng)度／MPa 文獻(xiàn)Ti48Al2Cr2Nb 1 150 ℃ ／42 s 剪切 322 ［10］Ti15Cu15Ni Ti47Al2Cr2Nb 980～1 100 ℃ ／10 min — ［11－12］Ti48Al2Cr2Nb 950 ℃ ／15 min 抗拉 295 ［13］Ti46Al4（Cr，Nb，B） 1 040 ℃ ／10 min 剪切 230 ［14］Ti37.5Zr15Cu15Ni Ti45Al2Mn2Nb1B 980 ℃ ／60 min 抗拉 468 ［15］Ti37.5Zr15Ni10Cu（Mo） Ti43Al9V0.3Y 980 ℃ ／20 min 剪切 218 ［16］Ti26.7Zr14.7Cu13.8Ni3.1Co Ti48Al2Cr2Nb 950 ℃ ／5 min 剪切 316 ［17］Ti25.65Zr13.3Cu12.35Ni3Co2Mo Ti47Al2Cr2Nb0.15B 1 000 ℃ ／5 min 剪切 211 ［18］Ti33Ni Ti47Al2Cr2Nb 1 100～1 200 ℃ ／10 min — ［19］Ti28Ni Ti45Al5Nb（W，B，Y） 1 100 ℃ ／15 min剪切249 166（600℃）［20］TiNiSi（粉末） Ti46Al0.5W0.5Si 1 140 ℃ ／30 min 剪切 260 ［21］Ti40Ni20Nb（原子分?jǐn)?shù)，%） Ti45Al5Nb（W，B，Y）1 220 ℃ ／10 min 1 200 ℃ ／10 min剪切308 172（600 ℃）［22］Ti37.5Ni25V（原子分?jǐn)?shù)，%） Ti42.5Al9V0.3Y 1 220 ℃ ／10 min 剪切 196 ［23］純Ag Ti50Al50 1 100℃／min 剪切385 ［24］BAg8 Ti50 Al50 950℃ ／min 剪切343 ［25］AgCu 共晶／Ag34Cu16Zn Ti48Al2Cr2Nb 850～1 000℃／5～60 min抗拉225抗拉210［26］Ag27.25Cu12.5In1.25Ti Ti47Al2Cr2Nb 750 ℃ ／10 min — ［27］純Al Ti34Al（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%） 900℃／10 min 抗拉220 ［28］BAlSi4 Ti50 Al50 900℃／3 min 剪切43～86 ［29］Zr22.3Cu2.6Al Ti48Al2Cr2Nb 950 ℃ ／20 min — ［30］CoFe 基 Ti48Al2Cr2Nb 1 180 ℃ ／5 min — ［9］PdNi，AuNiTi，NiCrSi，CuSiTiAl Ti47Al4.5（Cr，Nb，Mn，Si，B）1 030 ℃ ／1 min 1 180 ℃ ／15 min剪切 214 ［31］

Song等人分別采用Ti28Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）［20］，Ti40Ni20Nb（原子分?jǐn)?shù)，%）［22］、Ti37.5Ni25V（原子分?jǐn)?shù)，%）［23］三種 Ti基共晶釬料對(duì) γTiAl合金進(jìn)行了真空釬焊研究，組織形貌如圖5所示。當(dāng)以Ti28Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）作為釬料中間層時(shí)，接頭組織由母材到中心分別是 TiAl／τ3Al3Ti2 Ni＋B2／α2Ti3Al layer／α2Ti3 Al＋δTi2Ni，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，Ni元素的向母材的擴(kuò)散程度成為影響界面組織形態(tài)的主要因素，而α2Ti3Al反應(yīng)層相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)于保溫時(shí)間長(zhǎng)短并不敏感。使用Ti37.5Ni25V（原子分?jǐn)?shù)，%）釬料所得的釬焊接頭中檢測(cè)到B2相和τ3Al3NiTi2金屬間化合物，作者認(rèn)為B2相是由擴(kuò)散進(jìn)入母材的V原子先后與γ，α2反應(yīng)生成，因?yàn)檫@兩項(xiàng)均為脆性相，導(dǎo)致接頭的最大剪切強(qiáng)度只有197 MPa。而采用 Ti40Ni20Nb（原子分?jǐn)?shù)，%）作為釬料時(shí)，在1 220℃／10 min規(guī)范下得到接頭的最大室溫剪切強(qiáng)度為308 MPa，但在600℃時(shí)的剪切強(qiáng)度已經(jīng)降至172 MPa，顯然，高溫性能還有待提高。

圖3 采用3種釬料得到的γTiAl接頭組織

圖4 Ti3 Al／TiAl釬焊接頭區(qū)域內(nèi)的硬度

圖5 采用3種釬料得到的γTiAl接頭組織

Ag 基釬料方面，R.K.Shiue 等人［25］分別以純 Ag［24］和 BAg8（Ag28Cu，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為釬料研究了 Ti50 Al50的紅外釬焊連接。純Ag釬料所得接頭成分主要是溶入一定Al，Ti的富Ag相，在1 050℃釬焊接頭均斷于TiAl基體。應(yīng)用AgCu共晶釬料的研究結(jié)果表明，隨著釬焊溫度的升高或保溫時(shí)間延長(zhǎng)，釬料中的AgCu共晶逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閬喒簿?，同時(shí)Cu和TiAl基體發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，生成的AlCuTi脆性反應(yīng)層過(guò)渡生長(zhǎng)，降低了接頭強(qiáng)度。葡萄牙學(xué)者A.Guedes等人［27］采用Ag27.25Cu12.5In1.25Ti（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）釬料真空釬焊γTiAl合金，界面中生成了AlCu2 Ti反應(yīng)層和彌散分布著AlCu2Ti相的Ag基固溶體。由此可見(jiàn)，釬料中含有的 Cu 易與 Ti，Al強(qiáng)烈反應(yīng)生成 AlCuTi化合物，這類化合物脆性傾向較大，會(huì)對(duì)接頭的力學(xué)性能產(chǎn)生不良影響。

此外，也有Al基釬料被用于γTiAl合金自身釬焊連接，文獻(xiàn)［28－29］中，作者采用純 Al和 BAlSi4 分別作為中間層釬料進(jìn)行試驗(yàn)。純Al為中間層時(shí)，接頭中生成穩(wěn)定的TiAl3脆性相［33］，且很難在更高的溫度下進(jìn)行進(jìn)一步擴(kuò)散。以BAlSi4為釬料，所得接頭強(qiáng)度最高抗剪切強(qiáng)度為86MPa，而B(niǎo)AlSi4釬料的液相線溫度為582℃，顯然，這與γTiAl合金的應(yīng)用要求相差甚遠(yuǎn)。一般認(rèn)為，采用Al基釬料釬焊γTiAl合金所得接頭，無(wú)法滿足高溫環(huán)境要求。

趙五娘是在受著公婆不應(yīng)有的猜疑的情況下奉侍二老的。在“亂荒荒豐不稔的年歲”，衣食難繼，趙五娘把淡飯供應(yīng)二老，自己吞咽米皮糠。在這生死攸關(guān)的事情上，她毅然地挑選了自我克制、自我犧牲的道路。即使如此，她“也不敢教公公婆婆知道，怕她煩惱。奴家吃時(shí)，只得回避他?！边@是一種自覺(jué)地體諒公婆的舉動(dòng)。這舉動(dòng)里面，充滿了對(duì)公婆的關(guān)心、愛(ài)護(hù)和體貼。事情還不止于此。吃了米糠，換來(lái)的卻是懷疑、猜忌、不被信任。在這種情況下，她依然如故地承擔(dān)著這副難以承當(dāng)?shù)膿?dān)子。

綜上所述，目前已經(jīng)解決了TiAl合金焊接性問(wèn)題，已研究的Ag基或TiCuNi系列釬料對(duì)應(yīng)的高溫性能不足，嘗試的其他體系釬料對(duì)應(yīng)接頭力學(xué)性能有待提高［34］。此外，尚未建立起高溫釬焊料體系設(shè)計(jì)及其與TiAl基體界面反應(yīng)控制的原理和準(zhǔn)則。因此，針對(duì)γTiAl合金自身釬焊需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是，設(shè)計(jì)具有合適成分的高溫釬焊料，使其與γTiAl合金的反應(yīng)得到有效控制，大幅度減少脆性化合物的形成，使接頭具有高強(qiáng)度和良好的高溫性能。

糖尿病對(duì)患者的身體以及心理的影響是十分巨大的[1]。本次研究為了分析研究在老年糖尿病患者中，實(shí)施心理護(hù)理干預(yù)對(duì)患者的焦慮抑郁情緒的影響，特選取我院80例患者進(jìn)行研究，報(bào)道如下。

在2011年3月福島事故發(fā)生后，該機(jī)組暫停建設(shè)，當(dāng)時(shí)已完成約40%的建設(shè)工作。該機(jī)組的建設(shè)工作于2012年10月恢復(fù)。當(dāng)時(shí)，電力開(kāi)發(fā)公司表示，致力于建設(shè)一座安全電廠，將根據(jù)福島經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，實(shí)施安全升級(jí)措施。

2 γTiAl合金與高溫合金的釬焊

2.1 γTiAl合金與高溫合金異種材料連接技術(shù)中常見(jiàn)的問(wèn)題

由于γTiAl合金與高溫合金兩種材料在成分上存在較大差異，從成分組成的角度來(lái)看，很難獲得與兩種母材都具有良好相容性的接頭組織，而且兩種材料的熱膨脹系數(shù)有一定差異，例如溫度在700℃時(shí)，γTiAl合金的熱膨脹系數(shù)約 12.4×10－6 K－1［35］，GH536 鎳基高溫合金的熱膨脹系數(shù)為 15.5×10－6 K－1［36］，這種熱膨脹系數(shù)差異會(huì)使接頭中產(chǎn)生殘余應(yīng)力，降低連接強(qiáng)度。此外，在高溫條件下，Ti與Ni之間具有很強(qiáng)的親和力，極易反應(yīng)生成TiNi金屬間化合物，這些脆性相對(duì)接頭力學(xué)性能造成不良影響?？梢?jiàn)，要實(shí)現(xiàn)γTiAl合金與高溫合金異種材料的良好連接，具有一定的難度。

周媛等研究了γTiAl合金與高溫合金（GH2036，GH3536）之間的擴(kuò)散連接，結(jié)果表明，γTiAl／GH2036直接擴(kuò)散焊所得接頭中存在大量未焊合孔洞（圖6a）［37］，導(dǎo)致接頭強(qiáng)度很低，僅為 16 MPa。采用 TiZrCuNi合金作為中間層擴(kuò)散焊 γTiAl／GH3536，在工藝935℃／3 MPa／10 min條件下，接頭中生成了多種化合物，且存在貫穿整個(gè)焊縫中央的裂紋，如圖6b所示。當(dāng)采用 CuTi中間層時(shí)［38］，在 935 ℃ ／20 MPa／2 h 工藝條件下所得接頭也出現(xiàn)貫穿裂紋，如圖6c所示。

圖6 γTiAl與高溫合金擴(kuò)散焊接頭組織

2.2 γTiAl合金與高溫合金的釬焊連接

關(guān)于γTiAl合金與異種材料之間釬焊連接技術(shù)的報(bào)道相對(duì)較多，但只針對(duì)γTiAl合金與高溫合金的釬焊連接技術(shù)的研究報(bào)道比較有限，見(jiàn)表3。何鵬等人［39］以傳統(tǒng)釬料BNi2對(duì)γTiAl合金與鎳基高溫合金（GH99）真空釬焊展開(kāi)了研究，得到典型的界面結(jié)構(gòu)從母材 GH99一側(cè)到 γTiAl合金一側(cè)分別為：GH99／（Ni）ss（γ）＋Ni3 B＋CrB＋富 Ti硼化物／AlNi2 Ti／AlNiTi＋Ti3Al／TiAl，隨著保溫時(shí)間延長(zhǎng)以及釬焊溫度的升高，Si，B元素向兩側(cè)母材擴(kuò)散更加充分，導(dǎo)致釬料反應(yīng)區(qū)Ni3B和CrB含量減少。在1 050℃／5 min工藝條件下得到接頭的最大抗剪切強(qiáng)度為205 MPa。

表3 γTiAl合金與高溫合金的釬焊連接

釬料種類（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%） γTiAl名義成分（原子分?jǐn)?shù)，%） 高溫合金 接頭剪切強(qiáng)度τ／MPa 文獻(xiàn)BNi2 Ti52.8Al1.2Cr1.1V GH99 205 ［39］［40］［41］Ag27.25Cu12.5In1.25Ti Ti47Al2Cr 2Nb In718 228 ［42］Ti箔 Ti37.8Al1.4Cr1.4V Ti52.8Al1.2Cr1.1V GH99 —258

李海新等人［41］又以 Ti箔作為中間層進(jìn)行了 γTiAl合金與GH99異種材料的反應(yīng)釬焊連接，結(jié)果表明，1 000℃／10 min為最佳參數(shù)，得到的接頭剪切強(qiáng)度為258 MPa，增加釬焊溫度或者保溫時(shí)間，都將促進(jìn)組織中脆性相的生長(zhǎng)，進(jìn)而降低接頭強(qiáng)度。

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的部件，它與傳統(tǒng)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相比，具有本質(zhì)的區(qū)別。在結(jié)構(gòu)上SRM采用雙凸極形式，即定子、轉(zhuǎn)子均為凸極式結(jié)構(gòu)，定子線圈采用集中式而不是分布式繞組；加在定子繞組上的電壓為不連續(xù)的矩形波而非連續(xù)的正弦波；轉(zhuǎn)子僅由硅鋼片疊壓而成，既無(wú)繞組也無(wú)永磁體［1-4］。

Sequeiros 等人［42］采用 Ag27.25Cu12.5In1.25Ti（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）釬料實(shí)現(xiàn)了γTiAl合金與In718合金的真空釬焊連接，接頭形貌如圖7所示，不同的參數(shù)下所得的接頭中均生成 AlNi2 Ti（In718側(cè)）和 AlCu2 Ti（TiAl側(cè)）反應(yīng)層，反應(yīng)層的厚度隨著釬焊溫度的升高而增加，工藝參數(shù)為730℃／10 min時(shí)所得接頭的抗剪強(qiáng)度最大為228 MPa。斷口分析發(fā)現(xiàn)斷裂主要發(fā)生于AlNi2Ti（In718側(cè)）反應(yīng)層。但是，顯然這種熔點(diǎn)太低的釬料無(wú)法滿足接頭在750℃以上高溫環(huán)境下的使用要求。

圖 7 Ag27.25Cu12.5In1.25Ti（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）釬料釬焊 γTiAl／In718 合金接頭組織［36］

此外，任海水等人［43］分別使用 Ag21Cu25Pd（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）和 Au17.5Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）［44］兩種釬料，實(shí)現(xiàn)了Ti3Al基合金與鎳基高溫合金（GH536）的釬焊連接。以 Ag21Cu25Pd（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為釬料時(shí)，接頭界面組織如圖8a所示，元素Pd與Ti，Al反應(yīng)形成了（Ti，Al）Pd化合物反應(yīng)層，接頭中部生成了 TiNi2相、AlPd相以及Ag基固溶體，所得接頭的最大室溫抗拉強(qiáng)度為404 MPa，但在高溫600℃下的抗拉強(qiáng)度迅速降至 158 MPa。以 Au17.5Ni（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為釬料時(shí)，接頭組織如圖8b所示，釬縫組織主要為（Ni，Au）固溶體，同時(shí)也生成了TiNi2，AlNi2 Ti和Ni3 Nb等相，接頭斷裂也發(fā)生在這些相中，在980℃／10 min釬焊條件下接頭的室溫抗拉強(qiáng)度高達(dá)434 MPa，650℃條件下仍然可以保留314 MPa的強(qiáng)度。

圖8 采用2種釬料釬焊Ti3 Al／GH536接頭組織

綜上可知，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了γTiAl合金與高溫合金之間的釬焊連接，但相關(guān)的研究尚有不足［45－46］。首先，已有的研究基本都采用傳統(tǒng)Ti基或Ni基釬料，易與母材反應(yīng)生成 TiNi相以及 AlNiTi三元化合物相，這些相大多數(shù)是脆性相，嚴(yán)重限制了接頭性能。因此，設(shè)計(jì)專門用于γTiAl合金與高溫合金的釬料顯得十分必要。其次，對(duì)于接頭的界面組織與力學(xué)性能之間的關(guān)聯(lián)性，以及如何調(diào)控界面結(jié)構(gòu)和接頭組織的研究較少。

3 結(jié)論

γTiAl合金作為極具潛力的航空航天用輕質(zhì)耐高溫結(jié)構(gòu)材料，突破γTiAl合金自身及其與高溫合金的連接技術(shù)是實(shí)現(xiàn)其工程應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，γTiAl合金自身的釬焊連接已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，而γTiAl合金與高溫合金之間的釬焊研究較少，研究工作都還存在不足之處。

1.1一般資料 選取本院2016年6月~2017年6月收治的74例急性期精神分裂癥患者進(jìn)行研究,隨機(jī)分為觀察組和對(duì)照組,各37例。觀察組男20例,女17例;年齡18~52歲,平均年齡(35.37±3.82)歲。對(duì)照組男21例,女16例;年齡18~51歲,平均年齡(35.41±3.81)歲。本次所有研究病例近半個(gè)月內(nèi)均未接受其他抗精神病藥物治療;排除合并有嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)疾病、藥物過(guò)敏者。兩組患者年齡、病情等一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。

首先，選用的釬料多為傳統(tǒng)的Ti基、Ag基釬料，一方面釬焊接頭的高溫性能很難達(dá)到要求，另一方面，釬料中Cu，Ni含量較多，易形成脆性化合物相，限制接頭性能。一些嘗試設(shè)計(jì)的新型釬料缺乏相對(duì)成熟的理論依據(jù)。其次，接頭的微觀組織研究?jī)H限于分析已得到接頭組織，對(duì)于如何控制釬焊接頭組織和界面結(jié)構(gòu)的研究不足。此外，對(duì)于接頭力學(xué)性能的評(píng)價(jià)方式較為單一，基本都以室溫的剪切或拉伸測(cè)試為主，顯然與γTiAl合金連接接頭的工程應(yīng)用需求不匹配。

盡快實(shí)現(xiàn)γTiAl合金自身及其與高溫合金的高效釬焊連接，對(duì)促進(jìn)γTiAl合金的工程化應(yīng)用有重要意義。今后的研究過(guò)程中，可以從以下5個(gè)方面，突破γTiAl合金自身及其與高溫合金的釬焊技術(shù)難題。

H公司的財(cái)務(wù)人員、銷售人員、行政人員基本是大專學(xué)歷以下，而應(yīng)收賬款管理需要很強(qiáng)的專業(yè)性，他們又有本職工作需要投入大量精力，因而很難將應(yīng)收賬款管理工作做好。因此，員工素質(zhì)不高也是H公司應(yīng)收賬款持續(xù)增多、壞賬增加原因之一。

（1）以材料設(shè)計(jì)理論為指導(dǎo)，提出針對(duì)TiAl合金的專用高溫釬焊料成分設(shè)計(jì)新方法。

（2）基于釬料元素與TiAl基體相互擴(kuò)散反應(yīng)形成物相的熱力學(xué)分析，建立釬焊料連接TiAl后的接頭組織與性能的推演與預(yù)測(cè)方法。

（3）進(jìn)一步深入研究TiAl與高溫合金的連接界面冶金行為。

到進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，大量新建的西方美術(shù)館都呈現(xiàn)出公共性和開(kāi)放性的特征，作為對(duì)20世紀(jì)后半葉發(fā)展趨勢(shì)的延續(xù)，日常生活成為聯(lián)系公眾與藝術(shù)的紐帶。美術(shù)館的公共空間呈現(xiàn)為空間比重的增加、功能類型的多樣和空間模式的靈活三大特征。弗蘭克·蓋里的美術(shù)館設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提示說(shuō)，大多數(shù)現(xiàn)代美術(shù)館的畫(huà)廊面積只有總建筑面積的30%至40%左右[14]。而剩下的60%，既包括了辦公空間，有包括了作為城市與美術(shù)館接口的服務(wù)空間。同時(shí)展陳空間與公共空間的界限被可以模糊，以便于創(chuàng)造人與展品發(fā)生關(guān)系的諸多機(jī)會(huì)。

（4）TiAl合金自身及其與高溫合金異種材料釬焊連接的組織調(diào)控及機(jī)制。

（5）結(jié)合實(shí)際應(yīng)用背景，建立完整的接頭綜合力學(xué)性能測(cè)試與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，包括室溫、高溫的抗靜載性能（拉伸、剪切、彎曲強(qiáng)度、高溫持久強(qiáng)度等）和抗動(dòng)載性能（沖擊、疲勞強(qiáng)度等）。同時(shí)展開(kāi)實(shí)際構(gòu)件的連接工藝研究，以及相關(guān)的考核試驗(yàn)。

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