Ag-28Cu钎焊TA2/BT20接头组织分析

采用 Ag-28Cu 钎料对 TA8 纯钛和 BT20 钛合金的管板组合构件进行真空钎焊连接试验,分析了不同钎焊温度及保温时间对接头界面结构的影响.结果表明,接头界面结构为 BT20/钛基固溶体/Ti2Cu 化合物/银基固溶体+TiCu 化合物/Ti2Cu 化合物/钛基固溶体/TA2;随着钎焊温度的升高,银基固溶体和 TiCu 化合物逐渐消失,Ⅰ区逐渐出现较明显的树枝状生长的组织,分析为 Ti2Cu 化合物;随着连接时间的延长,Ti2Cu 化合物逐渐增加,且靠近母材的钛基固溶体层增宽,Ⅱ区最终演变成一个 Ti2Cu 反应层.

Abstract：

The vacuum brazing of TA2/BT20 titanium alloy was carried out with Ag-28Cu brazing filler metal, and the effects of brazing temperature and holding time on interface structure of the joints were diseussed. The experimental results showed that the interface structure consisted of BT20/Ti (s,s)/Ti2Cu/Ag (s,s) +TiCu/Ti2Cu/Ti (s,s)/TA2. The Ag (s,s) and TiCu compound decreased gradually with the increasing of brazing temperature and holding time, and then Ti2 Cu compound increased corresponding.And the Ti (s,s) layer gradually became thick.     

ZrB2-SiC/Inconel 600钎焊接头界面结构与反应机理

采用Ag-28Cu钎料对ZrB2-SiC陶瓷与Inconel 600镍基合金进行真空钎焊连接。利用扫描电镜、能量色散X射线光谱仪研究了钎焊接头界面结构、断口形貌,借助万能试验机测试其剪切强度。结果表明:采用Ag-28Cu钎料对ZrB2-SiC/Inconel 600真空钎焊,可以实现接头冶金结合,接头无裂纹及微孔隙缺陷。界面反应产物为Ni-Fe-Cr合金、Cu(s,s)+Ag(s,s)固溶体、(Cr,Fe)7C3+(Cr,Fe)3C2合金碳化物,结合扩散理论和热力学分析阐述了界面产物形成机理。钎焊接头室温平均剪切强度为32.92 MPa,断裂模式为解理断裂。     

TiAl基合金与Ti合金的真空钎焊

采用Ag-Cu钎料与Ti-Zr-Ni-Cu钎料,对TiAl与Ti合金进行了真空钎焊试验,主要研究了采用两种钎料时的界面反应以及钎焊温度对界面组织及性能的影响.研究发现,采用Ag-Cu钎料时界面结构为:Ti/Ti(Cu,Al)2/TiCux Ag(s,s)/Ag(s,s)/Ti(Cu,Al)2/TiAl,当钎焊温度T=1 223 K,保温时间t=10 min时接头的剪切强度达到223.3 MPa;采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料时在界面出现了Ti2Ni,Ti(Cu,Al)2等多种金属间化合物,当钎焊温度T=1 123 K,保温时间t=10 min时接头的剪切强度达到139.97 MPa.     

钛合金TC6与TC11高频感应钎焊工艺

以B-Ti57CuZrNi-S为钎料,在氩气保护气氛下对TC6/TC11钛合金进行高频感应钎焊工艺实验研究。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等测试方法,分析气体保护流量、流态以及工艺参数对焊接界面形貌、接头组织及元素分布的影响,并测试接头的抗拉强度。结果表明,钎焊界面主要由富Ti的β-Ti固溶组织和Cu-Ti、Ni-Ti以及(Cu,Ni)Ti/Zr组成的金属间化合物相组成。钎焊接头的抗拉强度随钎焊温度的升高或保温时间的延长,呈现先升高后降低的趋势,接头最高强度可达433MPa。TC6/TC11钛合金高频感应钎焊优化工艺参数带为:焊接温度910℃~930℃,保温时间120~150 s,Ar气保护流量1 MPa。     

TC4／Ag-Cu—Ti／1Cr18Ni9Ti钎焊接头界面组织与结构

以Ag—Cu—Ti箔状钎料对钛合金TCA和不锈钢1Cr18Ni9Ti进行了真空钎焊。采用扫描电镜、能谱分析、金相显微镜和x一射线衍射等分析测试手段对钎焊过程中所形成的反应产物和接头界面结构进行了分析。结果表明：接头界面形成了Ti（s．s）、AS（s．s）、Ti—Cu金属问化合物等反应产物。连接温度较低（920℃）时,界面结构依次为1Cr18Ni9Ti／TiCu／Ag（s．s）＋少量Ti2cu／％2cu／Ti2cu＋Ti（s．s）／TC4;连接温度升高（960oC）时,界面结构为1Crl8Ni9Ti／Ti：Cu／Ti：Cu＋矩（s．s）／Ti2Cu／Ti2Cu＋Ti（s．s）／TCA;连接温度较高（1000oC）时,界面结构为1Crl8Ni9Ti／TiCu2／TiCu／Ti2Cu／Ti：Cu＋Ti（s．s）／TC4。提高钎焊温度与延长保温时间对钎焊接头界面组织结构有相似的影响,各反应相、反应层逐渐长大,金属问化合物反应相所占比例增大,而Ag（s．s）组织所占的比例变得更小,这种趋势随着焊接工艺参数的提高更加明显。     

采用金箔钎焊连接石墨与Hastelloy N合金

采用纯金箔在1 333 K、不同保温时间（1~90 min）下钎焊连接石墨与Hastelloy N合金,研究了保温时间对接头内显微组织及力学性能的影响.结果表明,钎缝组织主要由金基固溶体、镍基固溶体及在其内弥散分布的Mo₂C颗粒组成;近钎缝的Hastelloy N合金内的晶内和晶界位置分别析出细小的Mo₂C及Mo₆Ni₆C颗粒.当保温时间提升至60 min时,抗剪强度随保温时间的延长变化不大;保温90 min后,由于临近钎缝侧的Hastelloy N合金内的晶内和晶界处分别析出大量细小的Mo₂C和Mo₆Ni₆C颗粒形成了类似金属基复合材料组织,使得抗剪强度提高到34.1 MPa,与石墨强度相当.钎焊后接头内形成热膨胀系数梯度过渡结构导致了接头内低的应力水平,获得了高品质接头.文中开展的研究将为熔盐堆的建设提供必要的技术支撑.     

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.     

EFFECT OF BRAZING TIME ON TiC CERMET／IRON JOINT BRAZED WITH Ag-Cu-Zn FILLER METAL

The brazing of TiC cermet to iron was carried out at 1223K for 5-20min using Ag-Cu-Zn filler metal.The formation phase and interface structure of the joints were investigated by electron probe microanalysis(EPMA).scanning electron microscopy(SEM) and X-ray diffraction(XRD).and the joint strength was tested by shearing method.The results showed:there occurred three new formation phases,Cu(s.s),FeNi and Ag(s.s) in TiC cermet/iron joint.The interface structure was expressed as TiC cermet/Cu(s.s) FeNi(Ag(s.s) a little Cu(s.s) a little FeNi/Cu(s.s) FeNi/iron.With brazing time increasing,there appeared highest shear strength of the joints.the value of which was up to 252.2MPa when brazing time was 10min.     

Effect of brazing parameters on microstructure and mechanical properties of titanium joints

This study investigates the influences of brazing temperature and time on microstructures and mechanical properties of commercially pure (CP) titanium. Bonding was performed in a high-vacuum furnace using Incusil-ABA (Ag–27.2Cu–12.5In–1.25Ti, wt.%), as filler metal. Brazing temperatures employed in this study were 710, 750, and 800 °C. At the same time, the investigated holding times at the brazing temperatures were 5, 30, and 90 min. Microstructure and phase constitution of the bonded joints were analyzed by means of metallography, scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction pattern (XRD). An intense diffusion of Ti to the interface and a strong reaction between the braze alloy and the base metal were observed especially at a temperature of 800 °C. A number of intermetallic phases such as TiCu, Ti₂Cu, Ti₃In, Cu–In, and TiAg have been identified. Both brazing temperature and holding time are critical factors to control the microstructure and hence the mechanical properties of the brazed joints. The optimum brazing parameter was achieved at a temperature of 750 °C and a holding time of 90 min.     

超声切割刀具的真空钎焊

介绍了超声切割刀具的真空钎焊技术,主要内容包括钎焊材料、钎焊方法和钎焊工艺。刀具由高速钢刀片和钛合金刀杆组成,所用钎料为Ag-Cu共晶钎料。钎焊工艺参数为：真空度7.5 xPa,钎焊温度830℃,保温时间10 min。     

AgCuNiLi钎焊TiC金属陶瓷与GH3128界面结构及接头性能

采用AgCuNiLi钎料对TiC金属陶瓷与GH3128镍基高温合金进行钎焊。结果表明:当钎焊温度为840℃,保温10min时,接头典型界面结构可以表示为:TiC金属陶瓷/(Cu,Ni)/Ag(s.s)+Cu(s.s)/(Cu,Ni)/GH3128。随着钎焊温度的升高或保温时间的延长,TiC金属陶瓷附近的(Cu,Ni)固溶体层厚度增大,且向钎料内部呈树枝状长大,钎料内部的Ag-Cu共晶组织逐渐减少。界面机理分析表明:钎料中Li的加入能促进界面上(Cu,Ni)固溶体的形成;但(Cu,Ni)固溶体的继续长大则受钎料中Cu元素的扩散程度控制。当加热温度由810℃升高到960℃,接头抗剪强度呈现先增大,然后缓慢减小的变化趋势。当加热温度为880℃、保温时间为10min时,接头抗剪强度达到最大值204MPa。     

石墨电极-铜导线低温钎焊连接方法

设计一种石墨中温活性金属化和低温软钎焊方法,实现电导率传感器中石墨电极与漆包铜导线异质材料连接. 通过采用Ag-Cu-Ti合金焊膏实现对石墨表面进行真空活性金属化,再采用Sn-Ag合金药芯焊丝低温钎焊石墨金属层与漆包铜导线;利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪对石墨金属层、石墨金属层/无氧铜反应界面的微观组织、相组成和元素扩散进行了分析,用万能拉伸机对石墨-无氧铜钎焊接头结合强度进行了测定. 结果表明,Ag-Cu-Ti合金焊膏在石墨表面作用明显,生成TiC化合物组成的反应层;留在石墨表面的钎料层,厚度约为60 μm;Sn-Ag合金钎料与石墨金属层润湿良好,润湿角为16°,中间反应层以Ag₃Sn金属间化合物为主;钎料与金属导线结合层由Cu₃Sn(ε相)和Cu₆Sn₅(η相)组成,钎焊接头抗拉强度为39 MPa,力学性能满足石墨电极与漆包铜导线连接可靠性的相关需求.     

添加Zn对AgCu钎料在TiC金属陶瓷表面润湿性的影响

分别采用AgCu共晶钎料和AgCu共晶钎料中添加30%(质量分数)Zn的AgCuZn钎料在TiC金属陶瓷表面进行润湿试验.结果表明,Zn元素的添加显著改善了钎料在TiC金属陶瓷表面的润湿性;AgCu钎料润湿TiC金属陶瓷时,从近钎料外表面到钎料/陶瓷界面,组织依次为Ag(s.s)+Cu(s.s)/(Cu,Ni)+Ag(s.s)/TiC金属陶瓷+Ag(s.s)+Cu(s.s)/TiC金属陶瓷;而采用AgCuZn钎料润湿TiC金属陶瓷后,从近钎料外表面到钎料/陶瓷界面,组织依次为Ag(s.s)+Cu(s.s)+(Cu,Ni)/Ag(s.s)+Cu(s.s)/(Cu,Ni)/TiC金属陶瓷+Ag(s.s)+Cu(s.s)/TiC金属陶瓷.Zn元素在真空中挥发促进了界面处Ni原子的溶解和扩散,使钎料在陶瓷表面的润湿角由120.6°减小到33.9°.     

Ag-Cu钎料钎焊ZTA陶瓷与TC4钛合金

使用Ag-Cu钎料钎焊ZTA陶瓷与TC4钛合金,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等设备分析了钎焊接头界面组织,阐明了反应机理,并研究了钎焊温度对接头界面组织和力学性能的影响. 结果表明,钎焊接头的界面结构为ZTA陶瓷/TiO+Ti₃(Cu,Al)₃O/Ag(s,s)/Ti₂Cu₃/TiCu/Ti₂Cu/α+β-Ti/TC4合金. 随着钎焊温度的升高,钎缝中Ag基固溶体层变薄,Ti-Cu金属间化合物层变厚,当钎焊温度达到890 ℃时,Ti-Cu金属间化合物几乎占据整了个钎缝区域. 随着温度的升高,接头抗剪强度先增大后减小,在钎焊温度为890 ℃时,接头的室温抗剪强度达到最大值,其值为43.2 MPa.     

SiC陶瓷与TiAI合金的真空钎焊

采用Ag-Cu-Ti钎料对常压烧结的SiC陶瓷与TiAl金属间化合物进行了真空钎焊,并对接头的微观组织和室温强度进行了研究。结果表明,利用Ag-Cu-Ti钎料可以实现SiC与TiAl的连接;接头界面具有明显的层状结构,即由Ti-Cu-Si合金层、富Cu相与富Ag相的双相层和Ti-Al-Cu合金层组成;在1173K和10min的钎焊条件下,接头室温剪切强度达到173MPa。     

钎焊温度对Ti60合金与Si3N4陶瓷接头界面组织及性能的影响

为研究钎焊温度对Ti60/Si₃N₄接头组织与力学性能的影响,采用Ag-28Cu共晶钎料在870~910℃温度区间,保温10 min条件下进行钎焊连接.利用扫描电子显微镜、能谱仪对钎焊接头界面组织进行分析,得到的典型接头界面组织结构为Ti60/Ti-Cu化合物/Ag（s,s）+Cu（s,s）/Ti-Cu化合物/Ti₅Si₃+TiN/Si₃N₄,并对钎焊接头的组织演变过程进行了分析.结果表明,随着钎焊温度的升高,Ti60侧的Ti-Cu化合物反应层与Si₃N₄陶瓷侧的Ti₅Si₃+TiN反应层厚度逐渐增加,Ag（s,s）与Cu（s,s）含量减少,同时,扩散至Si₃N₄陶瓷侧的Ti元素与液相中Cu元素反应生成Ti-Cu化合物并在Ti₅Si₃+TiN反应层中形核.剪切测试表明,在钎焊温度880℃,保温10 min工艺参数条件下获得的接头最大抗剪强度为61.7 MPa.     

Ti—30Ni钎缝的界面反应及金相观察

研究了钛在真空钎焊过程中钎焊温度,保温时间及装配间泽界面反应程度的影响。钎焊过程中钎料组元镍和基体金属钛之间存在着明显的相互扩散过程,即基体金属钛向钎料的溶解和钎料组元镍向基体钛的扩散。镍向钛基体扩散的结果形成了一个明显的扩散层,镍在扩散层内主要以Ｔ２Ｎｉ化合物形式存在,并且存在较大的晶间渗入倾向。     

采用Ti/Ag-Cu/Cu中间层钎焊连接Si3N4陶瓷和TiAl合金的界面结构及性能

采用Ti/Ag-Cu/Cu中间层实现了Si₃N₄陶瓷与TiAl合金的钎焊连接,获得了良好的接头.利用SEM,EDS等微观手段,分析了接头界面结构和元素分布情况.结果表明,Si₃N₄陶瓷/Ti/Ag-Cu/Cu/TiAl典型界面微观结构可能为:Si₃N₄/TiN/Ti-Si/Cu-Ti+Ag（s,s）+Cu（s,s）/AlCuTi/TiAl.在连接温度1 133 K、保温时间30 min、接头压力0.040 MPa时,接头四点弯曲强度达到最大值170 MPa.     

核电站高温用电气贯穿件馈通线钎焊密封技术

对陶瓷表面先进行金属化处理,再使用常规钎料钎焊陶瓷与金属,利用无氧铜环作为过渡层来缓解钎焊过程中产生的残余应力,可获得无焊接缺陷、气密性良好的电气贯穿件馈通线。SEM和EDS分析结果表明,无氧铜棒与无氧铜环钎焊接头主要由灰色的Cu基固溶体、白色的Ag基固溶体及Ag-Cu共晶组织组成。陶瓷与无氧铜环钎焊接头、陶瓷与可伐合金钎焊接头主要由Cu基固溶体、Ag-Cu共晶组织、Cu-Ni固溶体组成。     

TC4/Ti60合金钎焊接头界面组织及力学性能

采用TiZrNiCu非晶钎料实现了TC4和Ti60异种钛合金的真空钎焊连接,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等分析手段研究了钎焊工艺参数对接头界面组织结构及力学性能的影响. 结果表明,TC4/TiZrNiCu/Ti60钎焊接头的典型界面结构为:TC4/α-Ti+β-Ti+(Ti,Zr)2(Ni,Cu)/Ti60. 随着钎焊温度升高或保温时间延长,片层状α+β相逐渐填充整条钎缝,(Ti,Zr)2(Ni,Cu)相含量减少且分布更加均匀. 接头室温抗拉强度随钎焊温度或保温时间的增加均先增大后减小,在990 ℃/10 min钎焊条件下所获接头抗拉强度达到最大为535.3 MPa. 断口分析结果表明,断裂位于钎缝中,断裂方式为脆性断裂.