高熵合金复合钎料钎焊接头组织及性能研究

王东亮; 薛行雁; 张陕南

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2025.03.16

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专辑

高熵合金复合钎料钎焊接头组织及性能研究
Study on Microstructure and Properties of Brazed Joint of High-entropy Alloy Composite Solders
2025年55卷第3期页码：117-121
收稿：2024-01-05，

修回：2024-10-27，

纸质出版：2025-03-20
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.03.16
稿件说明：

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王东亮，薛行雁，张陕南.高熵合金复合钎料钎焊接头组织及性能研究［J］.电焊机，2025，55（3）：117-121. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.03.16.

WANG Dongliang, XUE Hangyan, ZHANG Shannan.Study on Microstructure and Properties of Brazed Joint of High-entropy Alloy Composite Solders[J].Electric Welding Machine, 2025, 55(3): 117-121. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.03.16.

摘要

针对Cu基钎料加工性能差、高温钎焊导致碳钢母材组织劣化等问题，采用Sn

高熵合金作为金属粘结剂，与Cu

钎料复合制备新型无银钎料。通过粉末冶金工艺实现复合钎料的成形加工，其钎焊温度降低至770 ℃，显著低于传统Cu基钎料。微观分析表明，高熵合金的高熵效应有效抑制Fe元素扩散，将界面金属间化合物层厚度控制在0.8 μm，并减少焊缝脆性相生成。力学性能测试显示复合钎焊接头抗拉强度达265 MPa，较单一Cu基钎料提升约32%。组织结构表征证实复合钎料由Ag

0.72

0.28

化合物、Sn基固溶体及Bi相构成，元素扩散行为得到有效调控。该复合钎料兼具优异加工性能和力学性能，为碳钢低温钎焊提供了创新解决方案。

Abstract

To address the issues of poor processability in Cu-based solders and base metal structural degradation caused by high-temperature brazing in carbon steel

this study developed a novel silver-free composite solder by incorporating Sn

high-entropy alloy as a metallic binder with Cu

solder. The composite solder was fabricated through powder metallurgy

achieving a significantly reduced brazing temperature of 770 ℃ compared to conventional Cu-based solders. Microstructural analysis revealed that the high-entropy effect effectively suppressed Fe element diffusion

restricting the interfacial intermetallic compound layer thickness to 0.8 μm while minimizing brittle phase formation in the joint. Mechanical testing demonstrated a tensile strength of 265 MPa for the composite brazed joint

representing approximately 32% enhancement over the single Cu-based solder. Structural characterization confirmed the composite solder comprised Ag

0.72

0.28

compounds

Sn-based solid solutions

and Bi phases

with optimized elemental diffusion behavior. This composite solder s

ystem provides an innovative low-temperature brazing solution for carbon steel

combining superior processability with enhanced mechanical performance.

关键词

Keywords

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