Ti-Cu扩散连接研究现状

概括的介绍了国内外关于Ti-Cu真空扩散连接的工艺与机理研究现状,对目前的两种扩散连接方法即固相直接扩散连接和加中间层的扩散连接做了简介,论述了扩散层强度和厚度与连接温度、保温时间以及扩散压力之间的关系,并探讨了原子扩散连接机理.最后展望了Ti-Cu真空扩散连接工艺的发展趋势和扩散连接机理的研究方向.     

GH4169合金真空扩散连接接头的组织和性能

采用真空扩散连接技术对GH4169合金进行了焊接,分析了GH4169合金接头界面结构及扩散连接工艺参数对界面扩散孔隙及接头力学性能的影响.结果表明,GH4169直接扩散连接,在连接温度为950~1 150℃的范围内,随着温度的升高,连接时间的延长和连接压力的增大,界面的扩散孔隙数目逐渐减少,尺寸逐渐变小,接头抗拉强度达到658 MPa,但接头依旧有不连续的孔洞存在.采用铜中间层进行GH4169的扩散连接时,在界面处有固溶体层生成,接头抗拉强度得到明显的提高,最高可达745MPa.     

钛合金与非金属材料扩散连接研究现状与发展

钛及钛合金与非金属材料的扩散连接技术是当前材料连接领域的热点之一。综述了钛合金与陶瓷、石墨和半导体非金属材料扩散连接研究现状与发展,重点介绍了界面反应、连接工艺研究等内容,分析其优势与局限性,并展望其发展趋势。     

高温合金GH4169真空扩散连接工艺

采用真空直接扩散以及加镍中间层对高温合金GH4169进行了连接,阐述了扩散连接工艺参数对接头界面和接头力学性能的影响,以孔隙的多少作为评价指标来说明工艺参数对接头的影响.GH4169的直接扩散连接,升高加热温度、延长保温时间和增大连接压力均会不同程度的使界面的孔隙数目减少、尺寸变小.连接温度1 100℃,保温时间90 min,连接压力40 MPa时,扩散孔隙基本消失,接头平均抗拉强度达到658MPa.采用镍中间层对GH4169进行扩散连接,接头塑性得到改善,接头抗拉强度得到明显提高;连接温度990℃,保温时间75 min,连接压力15 MPa时,接头抗拉强度达到840 MPa.     

扩散连接接头行为数值模拟的发展现状

扩散连接技术是一门边缘科学,涉及材料、扩散、相变、界面反应、接头应力应变等各种行为,工艺参数多,虽然已经进行了大量的试验研究,但却对各种材料的连接机理尚未有明确的认识,为此人们试图借助于计算技术,对接头行为进行数值模拟,以便找到共同规律,对扩散连接过程及质量进行预测与实时控制。本文主要内容就是概括地介绍了国内外关于扩散连接接头行为数值模拟的发展现状;主要包括界面孔洞消失过程、接头元素扩散与反应层的形成、接头变形与应力行为的数值模拟,以使人们能够定性或半定量的分析扩散连接因素对接头性能的影响。     

陶瓷与金属扩散连接的研究现状

陶瓷与金属的连接技术是材料工程领域的热点研究课题,而扩散连接方法被认为是陶瓷与金属连接最适宜的方法。本文综述了陶瓷与金属扩散连接的研究现状,重点介绍了界面反应研究、残余应力分析和连接工艺研究等内容,并在此基础上指出了研究中所存在的问题。     

钛合金与其它金属材料扩散连接研究现状与发展

先进材料钛及钛合金与其它金属材料的扩散连接技术是当前材料连接领域的热点研究课题之一。本综述了钛合金与其它金属材料扩散连接研究现状与发展,重点介绍了钛及钛合金与钢、铜合金、铝及其合金的扩散连接界面反应、连接工艺研究等内容,分析其优势与局限性,并展望其发展趋势。     

异种耐热钢瞬时液相扩散连接界面形态与形成机理

采用瞬时液相扩散连接双温工艺对异种耐热钢管进行了连接,使用氩气保护,FeNiCrSiB非晶箔作为扩散连接中间层.研究了异种耐热钢瞬时液相扩散连接界面的形成机理,测试了接头的组织和性能,采用激光共聚焦显微镜研究分析了界面形貌.结果表明,异种钢瞬时液相扩散连接时,液态中间层的结晶过程是在基体上联生生长,晶体长大具有方向性,少量杂质在接头中心以曲线状分布,形成了非直线型的连接界面.双温工艺的短时高温加热过程有利于破碎界面氧化物形成洁净连接晶面层,促进晶粒外延生长.     

扩散连接接头区域元素浓度分布的数值分析

扩散连接接头区域元素浓度的分布是扩散连接技术中影响被连接材料的扩散，相变，界面反应及接头质量的重要因素，为此人们借助于计算技术。对其进行数值模拟，以便对扩散连接过程及质量进行预测与实时控制，针对异种材料的扩散连接过程，以热力学第二定律为基础，进行了扩散连接接头区域元素浓度分布的数值分析，建立了生成固溶体类型的界面反应模型，以使人们能够定性或半定量的分析扩散连接因素对接头性能的影响。利用耐热合金K5与耐热钢2Cr12NiMoV的扩散连接对建立的模型的试验验证表明，模型能够较好的反映元素的分布规律，可以为扩散连接工艺参数的制定提供一定的参考。     

扩散连接中界面迁移机制研究

发现并研究了扩散连接过程中3种主要界面迁移形式：I.化学诱发晶界迁移；Ⅱ.再结晶过程控制界面迁移；Ⅲ.超塑变形过程控制界面迁移。建立了一个球状生长物理模型来讨论扩散连接界面迁移中杂质的行为。并讨论了滞留界面的杂质对连接的断裂形貌和力学性能的影响。     

LF6铝合金的超塑性和扩散连接的组合工艺

研究了ＬＦ６铝合金的超塑性和扩散连接组合工艺，试验结果表明；预先采用变形再结晶的方法细化材料的晶，并有效地去除铝合金的致密氧化膜，即可成功地实现铝合金的ＳＰＦ－ＤＢ组合工艺。利用电子探针从微观观察了扩散连接接头的界面扩散行为，并首次从机理上分析珥金属的超塑性和扩散连接两种工艺之间的内部联系。     

高温合金的扩散连接

文综述了高温合金扩散连接的发展状，所涉及的扬：高温合金扩散连接的必要性，扩散连接的基本概念、材料表面状态对接头质量的影响、中间层的作用及其选择、工艺参数的确定和数学模型化。在此基础上，提出发展数学模型、优化工艺参数的必要性。     

梯度金属陶瓷(TiC)pNi与Ti燃烧扩散连接界面组织及力学性能

采用MA-FAPAS工艺,借助中间层TiAl的燃烧反应放热,原位合成了梯度金属陶瓷(TiC)pNi和金属间化合物TiAl,并同步完成了(TiC)pNi/TiAl/Ti的扩散连接,研究了在外加温度场、电场和应力场耦合作用下连接结构的形成机制.利用FE-SEM、TEM和XRD等手段对各层及连接界面的微观结构和相组成,以及电场作用下各连接界面元素扩散特征进行分析;采用显微硬度压痕法对连接界面的韧性进行分析;采用剪切法、冷淬法和有限元法对界面结合强度和残余应力分布进行分析计算.结果表明,各燃烧层均发生充分反应并形成了良好的冶金结合,连接界面处存在强烈的元素交互扩散;连接界面具有较强的抗剥离和抗剪切强度,(TiC)pNi/TiAl界面为接头的薄弱环节.     

瞬时液相扩散连接非平面结合界面的研究现状

瞬时液相扩散连接非平面结合界面的形成可以提高焊接接头的强度,同时减少对等温凝固时间的要求.温度梯度下的瞬时液相扩散连接和双温工艺下的瞬时液相扩散连接可以形成非平面结合界面.前者是通过在连接处两侧加以不同的温度从而导致液相区域溶质浓度分布的不同来形成非平面的结合界面.后者是利用短时高温后再降至低温保温形成的过冷度致使连接过程在非平衡条件下结晶从而形成非平面结合界面.     

TC11钛合金扩散连接接头组织及力学性能研究

研究不同连接温度对TC11合金直接扩散连接接头的显微组织和力学性能的影响,并与原始母材进行了比较。实验结果表明：TC11合金直接扩散连接的最优工艺参数为900 ℃/30 min/60 min,扩散接头界面处无孔洞,接头抗拉强度与原始TC11母材接近且塑性优于原始母材。对原始TC11母材和最优工艺参数下的扩散焊接头在室温下进行高周疲劳性能测试。与原始TC11母材相比,TC11合金直接扩散连接的疲劳性能降低,且所有接头断裂均发生在扩散结合界面处。通过观察疲劳断口结合界面的微观结构特征分析得出,扩散接头界面两侧母材的晶体取向差异使得疲劳裂纹萌生,这是降低接头疲劳性能的主要原因。     

微米厚U-Al薄片的扩散连接

开展了不同温度、压力和时间条件下微米厚Al片和微米厚U片的真空热压扩散连接实验,并对界面层进行了显微结构分析、元素能谱分析和纳米压痕测试。获得了U-Al机械结合无扩散层的工艺参数:350℃/63 MPa/1 h。保温1 h条件下,U-Al扩散层均匀化的工艺参数为400℃/80 MPa,扩散均匀情况下扩散层成分主要是UAl_2。     

双温工艺瞬时液相扩散连接45MnMoB地质钻杆

采用瞬时液相扩散连接技术进行了45MnMoB地质钻杆焊接试验,探讨了两种焊接工艺下接头的组织和力学性能.结果表明,在两种焊接工艺下,焊缝区晶粒已实现跨界面连续生长,焊缝区组织与母材组织相同,都为回火索氏体.与传统单温焊接工艺相比,1 250～1 230 ℃双温焊接工艺获得的接头无异质界面、焊合率高,接头抗拉强度为890 MPa,弯曲180°不裂,达到了地质钻杆焊接接头技术要求.另外,采用瞬时液相扩散连接工艺获得的地质钻杆接头成形好,焊后无需机械加工,降低了钻杆的制造成本.     

瞬时液相扩散连接工艺参数及应用研究进展

介绍了瞬时液相扩散连接的原理,分析了主要工艺参数对接头质量的影响,描述了瞬时液相连接技术的应用情况,指出了现有瞬时液相扩散连接技术的不足,并进行了展望.     

铝基复合材料的非真空扩散连接

本文介绍了一种铝基复合材料扩散连接的新方法--非真空扩散连接,包括工艺试验过程、获得的主要试验结果以及对结果的分析和讨论,并提出了采用接头连接效率和接合区百分数评价接头性能的指标体系以及用于解释铝基复合材料非真空扩散连接机制的模型.     

扩散连接接头质量评价现状

回顾扩散连接接头质量无损检测与评价的现状，介绍目前研究较多的超声反射法、超声信号处理、超声成像及实时监控等方法。由于扩散连接接头无损检测的复杂性，大多数检测技术还处于实验室研究阶段，因此，深入研究超声波与扩散连接界面的相互作用和先进的信号分析处理方法，对扩散连接接头质量的评价具有重要意义。