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镍(Ni)基高温合金因其在高温下的优异力学性能而广泛用于发电和航空航天工业的高温应用中。尽管其具有特殊的性能，但疲劳、蠕变和表面退化等损伤机制会导致镍基组件在使用过程中出现开裂。在过去的几十年中，人们开发了钎焊修复工艺来延长部件的使用寿命。传统的钎焊方法是将熔融的钎料短暂地流入损伤引起的间隙或裂缝中，通常采用镍基填充材料，其中添加了硼(B)和/或硅(Si)作为降熔元素。但是冷却凝固会在共晶成分中留下大量体积分数的硼化物或硅化物相，这些物相往往很脆，会降低接头的延展性。

瞬态液相钎焊理论上可以从微观结构中消除硼化物和硅化物。然而，在工业钎焊修复中很少能获得均匀的微观结构。完全等温凝固需要较长的降熔元素扩散保持时间。此外，如果钎焊温度低于系统中一对元素的二元共晶温度，则可能发生B或Si的扩散诱导饱和超过溶解度极限，导致硼化物或硅化物以固态形式出现。如果没有额外的高温热处理，这些第二相通常不会再溶解。扩散诱导的硼化物或硅化物相在钎焊微观结构中的作用是需要考虑的重要因素。文献报道没有隔离扩散引起的硼化物或硅化物沉淀对机械性能的影响；相反，他们通常讨论非热固化硼化物和硅化物作为主要的延展性抑制剂。然而，值得注意的是，即使在较长的工艺持续时间内，也经常表现出较差的延展性。例如，由瞬时液相钎焊对宽接头间隙镍基高温合金钎焊的机械性能进行的全面审查表明，在采用长达20小时的保持时间的工艺中实现的最高室温延伸率为2.3%.

当然也可以使用焊接时间较短的传统不含硼和硅的钎焊填充金属，但它们通常基于昂贵的贵金属，例如金或银。Miglietti和DuToit报告了用于传统钎焊的镍基钎料的研究，其中降熔元素被Hf或Zr取代）。大多数由此产生的微观结构包含共晶成分。尽管这些共晶物不像硼化物或硅化物那样对延展性有害，并且在一系列测试温度下，接头的强度约为母材强度的65%，但总拉伸伸长率不超过5%。因此，需要研发高延展性、高强度、短周期和低成本的钎焊修复方法。

文章开发了一种用于钎焊修复镍基高温合金的多主元素(MPEA)钎焊材料，并与传统的硼和硅降熔钎料进行了直接比较。在钎焊温度为°C的情况下钎焊了合金。MPEA中的单相凝固行为和硼和硅的缺失使得钎焊接头中没有共晶成分或脆性相。在使用传统钎料的街头中，不完全等温凝固和随后的残余液体的非热凝固导致大颗粒富铬硼化物相分布在整个微观结构中。在室温和°C测试条件下对钎焊对接接头进行拉伸测试表明，MPEA接头的总延展性值至少比传统钎料接头高一个数量级，但它们在两种测试条件下都显示出相当的屈服强度。断口分析证实硼化物相成核裂纹并导致传统接头发生脆性破坏，而MPEA接头表现出广泛的延展性微孔聚结。细小孔隙和氧化物夹杂物可能是限制MPEA接头延展性的主要因素。

图1MPEA钎料和传统钎料的接头形貌对比

图2MPEA钎料和传统钎料的接头力学性能对比

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