SiC陶瓷与TiAl基合金扩散连接接头的强度及断裂路径

进行了ＳｉＣ陶瓷与ＴｉＡｌ基合金（ＴＡＤ）的真空扩散连接,给出了接头的剪切强度,并采用ＳＥＭ、ＥＰＭＡ和ＸＲＤ分析了接头的断裂路径。结果表明,在１５７３Ｋ和０．３～２８．８ｋｓ的连接条件下,当连接时间较短时接头强度较高,如室温时为２４０ＭＰＡ,高温（９７３Ｋ）时为２３０ＭＰａ接头在（Ｔｉ５Ｓｉ３Ｃｘ＋ＴｉＣ）／ＴＤＡ界面处断裂。随着连接时间的增加,接头强度降低频接头的断裂路径也由造近ＴＡＤ的（Ｔｉ     

SiC陶瓷与TiAl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－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互１７３ＭＰａ。     

用Ti箔直接连接Al2O3/Cu

借助ＳＥＭ，ＥＤＸ和ＸＲＤ分析手段，对直接用Ｔｉ箔在１２７３Ｋ连接的Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ接头的连接界面微观结构进行了研究，分析了Ｔｉ箔厚度影响反应层度和连接强度的机制。     

SiC与TiAl扩散连接中界面反应层的成长模型

对 Ｓｉ Ｃ陶瓷与 Ｔｉ Ａｌ金属间化合物进行了真空扩散连接， 提出了界面反应层的成长模型， 并在试验结果的基础上给出了模型的具体表达式， 为控制接头的界面结构进而改善接头的性能提供了理论依据。     

TiAl－V－Si合金中Ti_（5）Si_3析出相与基体相的取向关系SCIEI

通过电子显微分析，发现在热等静压的ＴｉＡｌ－Ｖ－Ｓｉ合金中有大量的硅化物沿层状结构的相界面析出，这些硅化物为Ｔｉ_５Ｓｉ_３相，通常为近六角形的薄片．Ｔｉ_５Ｓｉ_３相与层状结构基体相（α_２和γ相）间具有如下的固定取向关系［０００１］_（Ｔｉ_５Ｓｉ_３）／／［０００１］_（Ｔｉ_３Ａｌ），（３１２０）_（Ｔｉ_５Ｓｉ_３），／／（１０１０）_（Ｔｉ_３Ａｌ）［０００１］_（Ｔｉ_５Ｓｉ_３）／／［１１１］_（ＴｉＡｌ），（４１５０）_（Ｔｉ_５Ｓｉ_３）／／（１１０）_（ＴｉＡｌ）     

TiAl－V－Si合金中Ti_（5）Si_3析出相与基体相的取向关系

通过电子显微分析，发现在热等静压的ＴｉＡｌ－Ｖ－Ｓｉ合金中有大量的硅化物沿层状结构的相界面析出，这些硅化物为Ｔｉ_５Ｓｉ_３相，通常为近六角形的薄片．Ｔｉ_５Ｓｉ_３相与层状结构基体相（α_２和γ相）间具有如下的固定取向关系［０００１］_（Ｔｉ_５Ｓｉ_３）／／［０００１］_（Ｔｉ_３Ａｌ），（３１２０）_（Ｔｉ_５Ｓｉ_３），／／（１０１０）_（Ｔｉ_３Ａｌ）［０００１］_（Ｔｉ_５Ｓｉ_３）／／［１１１］_（ＴｉＡｌ），（４１５０）_（Ｔｉ_５Ｓｉ_３）／／（１１０）_（ＴｉＡｌ）     

用非晶态合金作中间层对Si_3N_4陶瓷进行扩散焊连接

研制了两种非晶态物质Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０），Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作为对Ｓｉ_３Ｎ_４扩散焊连接的中间层材料．研究结果表明：用非晶态作为中间层可改善工艺条件，降低扩散焊温度；非晶态中间层接头比其相应晶态中间层接头的剪切强度有明显提高．其中硼对提高接头剪切强度贡献很大．用非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作中间层时，接头强度最高可达３４０ＭＰａ用晶态和非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０），Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作中间层对Ｓｉ_３Ｎ_４进行扩散焊连接的机制是：活性元素Ｔｉ向陶瓷界面扩散和富集并与Ｓｉ_３Ｎ_４发生反应生成界面相ＴｉＮ，ＴｉＳｉ_２等．从而实现连接．     

用Fe-Ti合金扩散连接SiC陶瓷

利用Ｆｅ－Ｔｉ合金在１４７３～１７２３Ｋ、０．９～５．４ｋｓ的接合条件下对常压烧结ＳｉＣ陶瓷进行了真空扩散连接，接头中形成ＴｉＣ、ＦｅＳｉ、Ｔｉ５Ｓｉ３反应相。试验结果表明，用Ｆｅ－５０Ｔｉ（ａｔ％）合金，在１６２３Ｋ、２．７ｋｓ的接合条件下，接头的高温（９７３Ｋ）剪切强度达到１３３ＭＰａ。     

SiC陶瓷与TC4钛合金反应钎焊的研究

采用Ｃｕ箔对常压烧结的ＳｉＣ陶瓷与ＴＣ４钛合金进行了接触反应钎焊，并对接头的微观组织，形成机理和室温强度进行了研究。结果表明，利用Ｃｕ箔可以在低于其熔点的温度实现ＳｉＣ与ＴＣ４钛合金的连接。接头界面具有明显的层状结构，即由Ｔｉ－Ｃｕ－Ｓｉ合金层，Ｔｉ－Ｃｕ合金层和富Ｔｉ的Ｔｉ－Ｃｕ－Ａｌ合金层组成。在１２７３Ｋ的条件下连续５ｍｉｎ，接头室温关照切达到１８６ＭＰａ。     

Al2O3/AgCuTi/Nb接头强度及改善

在钎焊温度１０４３～１３９３Ｋ、钎焊时间３～６０ｍｉｎ条件下,对Ａｌ２Ｏ３／（Ａｇ７２Ｃｕ２８）９７Ｔｉ３／Ｎｂ接头进行了钎焊试验。结果证实,（Ａｇ７２Ｃｕ２８）９７Ｔｉ钎料能有效实现Ａｌ２Ｏ３与Ｎｂ连接并可获得较高连接强度。结合ＳＥＭ及ＥＤＳ测试结果,探讨分析了工艺参数对接头强度的影响,提出了改善接头强度的工艺措施。     

TiC增强Cf/SiC复合材料与钛合金钎焊接头工艺分析

采用Ag-Cu-Ti-（Ti＋C）混合粉末作钎料,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,钎焊后钎料中的钛与Cf/SiC复合材料发生反应,接头中主要包括TiC,Ti3SiC2,Ti5Si3,Ag,TiCu,Ti3Cu4和Ti2Cu等反应产物,形成石墨与钛原位合成TiC强化的致密复合连接层.TiC的形成缓解了接头的残余热应力,并且提高了接头的高温性能.接头室温、500℃和800℃高温抗剪强度分别达到145,70,39 MPa,明显高于Cf/SiC/Ag-Cu-Ti/TC4钎焊接头.     

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。     

Interface structure and formation mechanism of diffusion-bonded joints of TiAl-based alloy to titanium alloy

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｉＡｌｂａｓｅｄａｌｌｏｙｓｈａｖｅａｇｒｅａｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｏｂｅｃｏｍｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｃａｎｄｉｄａｔｅｓｆｏｒｒｅｐｌａｃｉｎｇｈｅａｖｉｅｒｎｉｃｋｅｌｂａｓｅｄｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓａｎｄｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｓｉｎｆｕｔｕｒｅｊｅｔｅｎｇｉｎｅｓｏｗｉｎｇｔｏｔｈｅｉｒｐｒｏｍｉｓｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｕｃｈａｓｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙ,ｈｉｇｈｅｌｅｖａｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｅｎｇｔｈ,ａｎｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｏｘｉｄａｔｉｏ…     

TiB2金属陶瓷与TiAl金属间化合物的扩散连接

对TiB2金属陶瓷与TiAl金属间化合物进行了扩散连接试验，研究了直接扩散连接和采用Ni为中间层进行扩散连接的接头界面结构及工艺参数对界面结构和连接性能的影响。直接扩散连接时，连接界面处生成了Ti(Cu，Al)2金属间化合物，采用Ni为中间层进行扩散连接时，界面处生成了单层TiAlNi2金属间化合物层和两层T1，Al，N2扩散层共三层结构。直接扩散连接时，连接温度T＝1223K，时间t=1．8ks，压力p＝80MPa时接头强度为103MPa；采用Ni为中间层时，连接温度T＝1273K，时间t=1．8ks，压力p=80MPa时接头强度为110MPa。     

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.     

Solid-State Diffusion Bonding of Nb_(SS)/Nb_5Si_3 Composite Using Ni/Al and Ti/Al Nanolayers

Diffusion bonding of refractory Nb–Si-based alloy was performed with Ni/Al and Ti/Al nanolayers under the condition of 1473 K/30 MPa/60 min. The Nb_(SS)/Nb_5Si_3 in situ composite with the nominal composition of Nb–22 Ti–16 Si–3 Cr–3 Al–2 Hf was used as the parent material. The joint microstructures were examined by using a scanning electron microscope equipped with an X-ray energy dispersive spectrometer. Shear test was conducted for the bonded joints at room temperature.Within the joint bonded with Ni/Al multilayer, element diffusion occurred between the base metal and the nanolayer, with the reaction products of AlNb_2 + Ni_3 Al, NiAl and AlNi_2 Ti phases. The average shear strength was 182 MPa. While using Ti/Al multilayer, the interface mainly consisted of TiAl,(Ti,Nb)Al and(Ti,Nb)_2 Al phases, and the corresponding joints exhibited an increased strength of 228 MPa. In this case, the fracture mainly took place in the TiAl phase and presented a typical brittle characteristic.     

SiCf/SiC与MX246A钎焊接头界面组织及性能分析

利用Ti,Hf的反应活性配制的高温活性钎料,对SiC_f/SiC复合材料与MX246A高温合金进行了高温钎焊,并实现两者高强度钎焊连接,分析了接头界面微观组织、物相组成与力学性能. 结果表明,(SiC_f/SiC)/MX246A钎焊接头界面中有Ni₂Si,NiTi,TiC,NiAl,Ni₃₁Si₁₂等产物生成,其结构可以表示为:(SiC_f/SiC)/TiC + NiTi + Ni₂Si + Ni₃₁Si₁₂ + (Ni, Cr) + (Cr, W) + (W, Mo)/MX246A. 在室温及1 000℃下,钎焊接头抗剪强度均达到70 MPa以上,接头断裂于复合材料侧. 在1 270 ℃保温15 min条件下,(SiC_f/SiC)/MX246A钎焊接头1 000 ℃的平均抗剪强度可达到90 MPa.     

瞬时液相扩散焊接CuAlBe合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢

采用ＣｕＭｎ合金为中间层对ＣｕＡｌＢｅ合金和１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢进行了瞬时液相扩散焊接。通过扫描电镜、电子探针和Ｘ射线省射分析等手段对接头的微观组织和相结构进行了分析,并用拉伸试验评价了接头的连接强度。研究结果表明,焊接压力、焊接温度、焊接时间及ＣｕＭｎ合金中间层Ｍｎ的含量等焊接参数对接头强度影响很大。在本试验中,当ＣｕＭｎ中间层中Ｍｎ元素含量为３０％、Ｔｔ＝１２２３Ｋ、ｔｂ＝４０ｍｉｎ、Ｐ     

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     

Microstructure and mechanical properties of ZrB2–SiC ultrahigh temperature ceramic composite joint using TiZrNiCu filler metal

Abstract

ZrB₂–SiC ceramic composite was brazed by using TiZrNiCu active filler metal. The microstructure and interfacial phenomena of the joints were analysed by means of SEM, energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction. The joining effect was evaluated by shear strength. The results showed that the reaction products of the ZrB₂–SiC ceramic composite joint were TiC, ZrC, Ti₅Si₃, Zr₂Si, Zr(s,s) and (Ti, Zr)₂ (Ni, Cu), and the microstructure was separately ZrB₂–SiC/Zr(s,s)/Ti₅Si₃+Zr₂Si+TiC+ZrC+(Ti,Zr)₂(Ni,Cu)/Zr(s,s)/ZrB₂–SiC. A conceptual interface evolution model was established to explain the interface evolution mechanism. The maximum shear strength of the brazed joints was 143·5 MPa at the brazing temperature T of 920°C and the holding time t of 10 min.