钎焊工艺对Ni-14Cr-10P-x Ti钎料连接C/C复合材料组织和性能的影响

用真空熔炼、惰性气体雾化的方法制备Ni-14Cr-10P金属粉末,再加入Ti粉和高分子聚合物高速搅拌分散制备了Ni-14Cr-10P-x Ti膏状活性钎料。用制备的焊膏在真空钎焊炉中钎焊C/C复合材料,然后测试了钎焊接头的抗剪切强度,采用SEM、EDS、XRD等方法对接头微观组织进行了分析。结果表明,在钎焊温度1000℃,保温时间30min时,接头获得了最高的抗剪切强度,然后随着钎焊温度的上升、保温时间延长,钎焊接头强度下降;添加Ti元素加快了钎焊强度随温度和保温时间的增加而下降的速度,结合微观组织结构,对Ti元素加入后钎焊强度随温度和保温时间增加而下降更为迅速的原因进行了分析。     

钎焊工艺对Ni-14Cr-10P-x Ti钎料连接C/C复合材料组织和性能的影响

用真空熔炼、惰性气体雾化的方法制备Ni-14Cr-10P金属粉末,再加入Ti粉和高分子聚合物高速搅拌分散制备了Ni-14Cr-10P-x Ti膏状活性钎料。用制备的焊膏在真空钎焊炉中钎焊C/C复合材料,然后测试了钎焊接头的抗剪切强度,采用SEM、EDS、XRD等方法对接头微观组织进行了分析。结果表明,在钎焊温度1000℃,保温时间30min时,接头获得了最高的抗剪切强度,然后随着钎焊温度的上升、保温时间延长,钎焊接头强度下降;添加Ti元素加快了钎焊强度随温度和保温时间的增加而下降的速度,结合微观组织结构,对Ti元素加入后钎焊强度随温度和保温时间增加而下降更为迅速的原因进行了分析。     

Ag-Cu-Ti钎焊金刚石/铜复合材料的组织和性能

采用97(72Ag-28Cu)-3Ti活性钎料钎焊了Diamond/Cu复合材料和Al2O3陶瓷,研究了主要钎焊条件如钎焊温度和保温时间对接头强度的影响.结果表明,钎焊过程中Ti元素易聚集在金刚石颗粒周围并形成TiC化合物层.TiC化合物的形貌与Diamond/Cu钎焊接头剪切强度有密切关系,金刚石表面生长适当厚度的TiC化合物层能增强钎焊接头的剪切强度,但如果TiC为颗粒状或TiC化合物层生长过厚,将削弱钎焊接头的剪切强度.钎焊接头的最大剪切强度可达117 MPa.     

C/C复合材料与TC4钎焊接头的组织与断裂形式分析

在钎焊时间10 min,钎焊温度820～900℃的条件下,采用AgCu钎料对C/C复合材料和TC4进行了钎焊试验.利用扫描电镜、X射线衍射分析仪、EDS能谱分析仪对接头的界面组织及断口形貌进行了研究.结果表明,C/C复合材料与TC4连接接头的界面结构为C/C复合材料/TiC C/TiCu/Ag(s.s) Cu(s.s) Ti3Cu4/Ti3Cu4/TiCu/Ti2Cu/Ti2Cu Ti(s.s)/TC4.由压剪试验测得的接头抗剪强度可知,在钎焊温度850 ℃,保温时间10 min的钎焊条件下,接头获得的最高抗剪强度达到38 MPa.接头的断口分析表明,接头的断裂位置与被连接处碳纤维方向和钎焊温度有关.当碳纤维轴平行于连接面时,断裂发生在复合材料中.当碳纤维轴垂直于连接面时,若钎焊温度较低,断裂发生在C/C复合材料/钎料界面处;若钎焊温度较高,断裂主要发生在C/C复合材料/钎料界面和钎料/TC4界面处.     

基于CuTi的Ti(C,N)-Al_2O_3陶瓷基复合材料钎焊连接

采用Cu23Ti钎料合金对Ti(C,N)-Al_2O_3陶瓷基复合材料进行真空钎焊,利用扫描电镜和四点弯曲试验研究了钎焊接头的组织和性能。结果表明:Cu23Ti钎焊接头由Ti(C,N)-Al_2O_3/界面反应层/剩余钎料层构成,界面反应层厚度随钎焊时间的延长而增加,接头在钎焊30 min时获得最大的弯曲强度。     

Cf/SiC复合材料与Ti合金的Ag-Cu-Ti-TiC复合钎焊

以Ag-Cu-Ti-TiC复合钎料为中间层,在适当的工艺参数下真空钎焊Cf/SiC复合材料与Ti合金.利用SEM、EDS和XRD分析接头的微观组织结构,利用剪切实验检测接头的力学性能.结果表明:钎焊时,借助液态钎料,复合钎料中的Ti与Cf/SiC复合材料反应,在Cf/SiC复合材料与连接层界面形成Ti-Si-C、Ti-Si和少量TiC化合物的混合反应层;复合钎料中的Cu与Ti合金中的Ti发生互扩散,在连接层与Ti合金界面形成不同成分的Cu-Ti化合物过渡层;钎焊后,形成TiC颗粒强化的致密复合连接层,TiC的加入降低了接头的残余热应力,Cf/SiC/Ag-Cu-Ti-TiC/TC4接头的剪切强度明显高于Cf/SiC/Ag-Cu-Ti/TC4接头的.     

温度对添加泡沫Cu的TC17-C/C复合材料钎焊接头力学性能和微观组织的影响

以泡沫Cu作为应力缓冲中间层,采用Ag-Cu-Ti合金作为钎料,采用不同的温度真空钎焊C/C复合材料和TC17钛合金。通过剪切试验测试不同钎焊温度下接头的力学性能,并采用SEM、EDS和XRD分析钎焊接头的微观组织。研究表明:当钎焊温度为860℃时,钎焊接头获得最大的剪切强度24 MPa。钎焊后,中间层与母材连接紧密,无界面缺陷。在TC17钛合金侧,Ti元素和Cu元素发生界面反应,依次形成CuTi_2、CuTi的反应层;在中间层,Cu和Ti相互结合形成Cu4Ti_3金属化合物,还有Ag(s,s)和Cu(s,s)相;在C/C复合材料一侧,Ti和C发生界面反应形成Ti C化合物,改善了钎料对C/C复合材料表面的润湿性能,增强了钎焊接头的连接效果。     

铝基活性钎料真空钎焊C_f/C复合材料焊接接头的组织及性能

用铝基活性钎料对C_f/C复合材料进行真空钎焊,并对接头的微观组织、形成机理和接头强度进行了试验研究.结果表明,使用铝基活性钎料可以实现C_f/C复合材料的连接,且在试验温度范围内,接头强度随钎料成分不同而发生变化.电子探针观察表明,钎料与C_f/C复合材料钎焊接头润湿性良好,存在成分偏聚层,这种层状结构对缓和焊接残余应力十分有利.室温下接头最高剪切强度可达16MPa.     

(Ag-Cu-Ti)+(Ti+C)复合钎料钎焊Cf/SiC复合材料与TC4钛合金

Ag-Cu-Tj复合钎料中加入Ti粉和石墨碳粉作为中间层,在适当的工艺条件下真空钎焊Cf/SiC复合材料与TCA.利用SEM,EDS,XRD分析接头微观组织,利用剪切试验检测接头力学性能.结果表明:钎焊时,复合钎料中的Ti与Cf/SiC复合材料反应,在Cf/SiC复合材料与连接层界面形成由Ti3、SiC2相、Ti5Si3相和少量TiC化合物组成的混合反应层.复合钎料中的Cu与Ti合金中的Ti发生互扩散,在连接层与Ti合金界面形成不同Ti含量的Cu-Ti化合物过渡层.钎焊后,连接层中Ti和石墨碳反应形成的TiC微粒均匀分布在复合连接层中,缓和了接头的热应力.当连接温度为910℃,保温时间为25 min时,可得到接头剪切强度为145 MPa.     

Cf/SiC复合材料与钛合金(Ti-Zr-Cu-Ni)+W复合-扩散连接

采用(Ti-Zr-Cu-Ni)+W复合钎料作为连接层,在连接温度930℃,保温时间5min的工艺参数下真空钎焊Cf/SiC复合材料与钛合金.利用SEM,EDS和XRD分析接头微观组织结构,利用剪切试验测试接头力学性能.结果表明,钎焊时复合钎料中的钛、锆与C/SiC复合材料反应,在Cf/SiC复合材料与连接层界面生成Ti3SiC2,Ti5Si3和少量TiC(ZrC)化合物的混合反应层,连接层的铜、镍与钛合金中的钛发生相互扩散,在连接层与钛合金界面形成Ti-Cu化合物过渡层.对钎焊接头进行900℃,保温60 min扩散处理后,连接层组织达到均一化,母材TC4合金侧过渡层增厚.扩散处理后接头强度为99 MPa,较钎焊接头强度65 MPa提高了52％.     

Microstructure and mechanical properties of C/C composite joint brazed with Ni-based filler

The novel Ni-based brazing filler was used to join C/C composites. When brazing temperature increased from 1080 to 1100 °C, the wetting angle decreased from 23° to 14°, and the brazing filler had good wettability on the surface of C/C composites. The brazing seam of the brazed joint consisted of Ni(s,s) and Cr₃C₂ phases. As brazing temperature increased, lots of Cr₃C₂ phases were generated at the bonding interface, and the thick reaction layer was formed. When brazing temperature was 1120 °C, the shear strength of C/C joint reached the maximum value of 31.5 MPa. The fracture path extended in the C/C matrix close to the bonding interface.     

碳化硅复合材料与碳钢钎焊接头的抗剪强度及微观结构

采用磁控溅射镀膜技术对碳/碳化硅复合材料(C/SiC)表面进行镀Ti金属化，以AgCu₂₈为钎料，无氧铜为中间层与碳钢进行钎焊连接. 研究无氧铜中间层、Ti膜厚度和钎焊温度对接头组织形貌和力学性能的影响. 结果表明，采用无氧铜中间层可有效降低接头的残余应力，提高接头强度，并阻挡C/SiC复合材料中的Si元素在钎焊过程中扩散至碳钢侧，防止了碳钢界面FeSi_x恶性反应层的形成. 在试验范围内，钛膜厚度和钎焊温度与接头抗剪强度之间均存在峰值关系. 860 ℃，3 μm Ti膜接头平均抗剪强度最高，达到25.5 MPa. 由剪切试样碳钢侧断口，可观察到大量平行断口方向的碳纤维和碳纤维脱粘坑. 断裂发生在C/SiC复合材料内部距界面约300 μm处. C/SiC界面反应产物以Ti₅Si₃为主，含少量TiC. 钎缝中有TiCuSi相生成.     

C/SiC复合材料表面状态对其与Nb钎焊的影响

采用等原子比Ti-Ni复合箔对C/SiC复合材料与Nb进行了真空反应钎焊,研究了焊前C/SiC表面状态对接头界面组织和力学性能的影响.结果表明,线切割态的C/SiC与Nb的接头界面(Ti,Nb)C反应层呈现锯齿状,而抛光和砂纸打磨状态的C/SiC接头界面处的反应层平直.锯齿状的界面反应层降低了界面处的应力集中程度,有助于提高接头的力学性能,使得线切割态的C/SiC与Nb的接头强度明显高于抛光和打磨状态的接头,达到188MPa.线切割态的C/SiC与Nb的接头断裂同时发生在C/SiC母材、界面和钎缝中,而抛光和打磨状态的C/SiC与Nb的接头断裂主要发生在界面处.     

Brazing C/SiC composites and Nb with TiNiNb active filler metal

Abstract

C/SiC composites and Nb were vacuum brazed with the Ti_39·4Ni_39·4Nb_21·2 alloy being the active filler metal. The mechanical properties of the filler material, the microstructure and the strength of brazing joints were investigated. The results showed that the filler TiNiNb alloy has a tensile strength of 860?MPa, an elongation of 51% and an elastic modulus of 78?GPa. Both Ti and Nb elements in the filler reacted with C/SiC during the brazing process, and a well bonded C/SiC–Nb joint was obtained. The ductile filler metal released the thermal stress in the joint. When the brazing was performed at 1220°C for 20?min, the shear strength of brazed joints reached 149, 120 and 73?MPa at 20, 600 and 800°C respectively.     

Ag-Cu-Ti钎料高频感应钎焊TiAl/40Cr

采用高频感应加热的方式 ,在Ar气保护条件下 ,用Ag -Cu -Ti钎料实现了TiAl基合金与 4 0Cr钢的钎焊连接 ;采用扫描电镜、电子探针、X射线衍射分析等手段对断口、界面、生成相进行了分析 ,并且测试了接头的抗拉强度。结果表明 ,在界面上有Ti(CuAl) 2 、Ag[s,s]、TiC等反应相生成 ,典型接头界面结构为TiAl/Ti(CuAl) 2 +Ag[s ,s]/Ag[s,s]/TiC/ 4 0Cr) ;断裂位置及接头的抗拉强度随保温时间而变化 ;当钎焊连接温度为 114 3K ,保温时间 0 .9ks时接头抗拉强度值最高 ,达到 2 98MPa,断裂主要发生在Ti(CuAl) 2 层内部     

C_f/SiC复合材料与钛合金Ag-Cu-Ti-C_f复合钎焊

采用Ag-Cu-Ti-Cf(Cf:碳纤维)复合钎料作中间层,在适当的工艺参数下真空钎焊Cf/SiC复合材料与钛合金,利用SEM,EDS和XRD分析接头微观组织结构,利用剪切试验检测接头力学性能.结果表明,钎焊时复合钎料中的钛与Cf/SiC复合材料反应,在Cf/SiC复合材料与连接层界面形成Ti3SiC2,Ti5Si3和少量TiC化合物的混合反应层.复合钎料中的铜与钛合金中的钛发生互扩散,在连接层与钛合金界面形成不同成分的Cu-Ti化合物过渡层.钎焊后,形成碳纤维强化的致密复合连接层.碳纤维的加入缓解了接头的残余热应力,Cf/SiC/Ag-Cu-Ti-Cf/TC4接头抗剪强度明显高于Cf/SiC/Ag-Cu-Ti/TC4接头.     

Microstructural characterization of diamond/CBN grains steel braze joint interface using Cu–Sn–Ti active filler alloy

In order to develop the new generation superhard abrasive tools of diamond and cubic boron nitride (CBN), the brazing joint experiments of diamond/CBN crystals and AISI 1045 steel matrix using Cu–Sn–Ti active filler powder alloy were investigated in vacuum furnace. The brazing temperature was 930 °C and the dwelling time was 20 min. Interfacial characteristics of the brazing joint among the diamond/CBN grains, the active filler layer and the steel substrate were analyzed using scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction techniques. The results indicated that Ti element in the Cu–Sn–Ti alloys diffused preferentially to the surface of diamond/CBN grits to form a Ti-rich reaction layer in the brazed joints by microanalyses. Moreover, the TiC, TiN and TiB₂ phases in diamond/CBN interface and Cu–Ti phase in steel interface were confirmed by X-ray diffraction phase analysis. The wetting and bonding reactions on diamond/CBN by melting Cu–Sn–Ti alloy were realized through the interfacial reaction products like TiC, TiN and TiB₂ compounds during the brazing process. The adhesive strength experiments of the joint interfaces revealed that the grains were not pulled out from the bond interface. The reliable bonding strength of brazed diamond/CBN grains to the steel substrate can meet the application requirements of high efficiency machining in the industrial field.     

新型含钯镍基钎料钎焊不锈钢接头的性能分析

对新型Ni-Pd-Ag-Cr-Si钎料钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢的接头性能进行了分析。结果表明,新型Ni-Pd-Ag-Cr-Si钎料对1Cr18Ni9Ti不锈钢有良好的润湿性;钎焊接头中,紧靠钎缝与母材界面的是与该界面平行的长条形齿状镍钯基固溶体致密组织。这种固溶体具有较高的强度和塑性,钎缝宽度为170μm时,钎缝仍具有较高的剪切强度,利于保证钎焊不锈钢产品质量不发生重大变化。     

TiAl与Ni基合金接触反应钎焊接头界面组织及性能

以Ti为中间层实现了TiAl与Ni基合金的接触反应钎焊。采用扫描电镜和电子探针等手段对钎焊接头的界面结构及生成相进行分析,并对接头剪切强度进行测试。结果表明:当钎焊温度为960℃时,钎缝主要由Tiss和Ti2Ni组成;当钎焊温度从960℃升高到1000℃时,钎缝中生成Ti-Al及Al-Ni-Ti化合物,典型界面结构为:GH99/(Ni,Cr)ss/Ti2Ni+AlNi2Ti+TiNi/Ti3Al+Al3NiTi2/Ti3Al+Al3NiTi2/TiAl;钎焊温度继续升高,Ti3Al和Al3NiTi2变得粗大,导致接头性能下降。当钎焊温度为1000℃,保温10min时,接头剪切强度达到最大值233MPa。随钎焊温度的升高,钎缝厚度先增加后减小。     

Microstructure and strength of brazed joints of TiB2 cermet to TiAl-based alloys

In this study, TiB2 cermet and TiAl-based alloy are vacuum brazed successfully by using Ag-Cu-Ti filler metal.The microstructural analyses indicate that two reaction products, Ti ( Cu, Al ) 2 and Ag bused solid solution ( Ag ( s. s ) ) , are present in the brazing seam, and the iuterface structure of the brazed joint is TiB2/TiB2 Ag ( s. s ) /Ag ( s. s ) Ti ( Cu,Al)2/Ti( Cu, Al)2/TiAl. The experimental results show that the shear strength of the brazed TiB2/TiAl joints decreases us thebrazing time increases at a definite brazing temperature. When the joint is brazed at 1 223 K for 5 min, a joint strength up to 173 MPa is achieved.