93W/Ni/Ta扩散焊接接头的显微结构和力学性能

采用真空扩散焊接的方法获得了93W/Ni/Ta扩散焊接接头。利用万能试验机测试焊接接头剪切强度,通过XRD,SEM,EDS对焊接接头的物相组成和显微结构进行了分析。结果表明,93W/Ni/Ta扩散焊接接头剪切强度随焊接温度和保温时间的增加而增加,最大值达到244 MPa。焊接接头主要由Ni/Ta和93W/Ni界面组成,界面处金属间化合物分别为hcp-Ni3Ta,fcc-Ni3Ta,Ni2Ta和Ni4W。接头断裂发生在Ni/Ta界面处,表明Ni/Ta界面为接头的弱结合处。焊接接头界面的形成主要分为物理接触、固溶体形成、金属间化合物形成和金属间化合物长大4个阶段。     

连接温度对Ti中间层钼/铜异种金属扩散焊接接头组织性能的影响

以Ti箔作为中间层,采用瞬间液相扩散焊接的方式焊接Mo和Cu,研究了连接温度对焊接接头显微组织及剪切强度的影响。结果表明,连接温度较低时,扩散连接接头的的界面呈分层结构,随着连接温度的升高,Ti、Cu及Ti、Mo相互扩散反应,获得了良好的焊接接头。接头的剪切强度随连接温度升高逐渐增大。1030℃时,接头的剪切强度达到180.3 MPa,断裂发生在Mo母材。     

Ti-Cu复合中间层在钨/CLAM钢扩散连接中的性能

采用Ti-Cu复合中间层扩散连接钨与CLAM钢,在30 MPa、1h和800~950℃的条件下,成功获得了W/Ti-Cu/CLAM钢接头。接头界面连接良好,中间层区域发现有Ti₂Cu或TiCu₄等金属间化合物产生。TiC脆硬层使得中间层/钢界面处的硬度远高于钢母材,同时造成了接头处钢母材的失C并软化现象。随焊接温度的升高,接头的剪切强度先升高后降低,在850℃时达到了274 MPa的最大值,剪切试样均断裂在W/中间层界面靠近钨侧处。     

汽车用镁/钢异种金属焊接接头的组织与性能研究

以Ni箔为中间层材料,对汽车用AZ31合金和304不锈钢进行了扩散焊接处理,研究了不同焊接温度和焊接保温时间下的焊接接头的显微组织和物相组成变化,并对不同保温时间下的焊接接头扩散层显微硬度和剪切强度进行了分析。结果表明,AZ31/Ni/304焊接头界面可分为靠近304不锈钢扩散层、共晶层、白色块状化合物层和AZ31合金基体渗透层;随着焊接温度的逐渐升高,扩散层的整体厚度呈现逐渐减小的趋势;随着焊接保温时间的延长,焊接扩散层厚度先增加而后降低;在整个焊接接头界面中,白色块状Mg-Ni-Al三元金属间化合物层的显微硬度最高,且当保温时间为20 min时取得最大值269 HV;AZ31/Ni/304焊接头的剪切强度随着保温时间的延长呈先增加而后降低的趋势,在保温时间为20 min时取得剪切强度最大值。     

Ni元素扩散行为对硬质合金/钢钎焊接头微观组织及力学性能的影响

采用不同质量分数的Ni元素的钎料对YG15硬质合金与35Cr Mo钢进行了钎焊,分别研究了Ni元素含量、钎焊温度以及超声作用等因素对钎焊接头微观组织与力学性能的影响。研究表明:钎焊温度为800℃时,随钎料中Ni元素的增加,界面处可获得连续的α-Cu固溶体层;当钎料中Ni元素质量分数为4.7%时,其接头剪切强度最高,为295 MPa;钎焊温度影响Ni元素的扩散行为,从而影响界面处贫Co区的宽度,在温度为730℃时,贫Co区宽度最小,接头剪切强度值最高,为350 MPa;施加超声可以增加贫Co区宽度,降低共晶组织含量,并使WC颗粒迁移进入钎缝金属。当超声时间为30 s时,贫Co区宽度为17.5μm,接头剪切强度为371 MPa,比无超声时接头强度提高6%。     

金刚石/铜复合材料的SPS扩散连接界面组织及力学性能

对金刚石/铜复合材料进行SPS扩散连接试验,并对其连接接头进行了界面扩散分析和剪切性能测试,研究了SPS扩散连接工艺参数对连接界面组织和力学性能的影响。结果表明,随着连接温度升高和保温时间增加,金刚石/铜连接接头扩散界面区域的孔洞和空隙等缺陷减少,元素扩散充分,W逐渐向Cu方向扩散,与母材相比,连接界面W2C相和W相减少。随着扩散连接品质提升,热导率随之增加,焊接接头的最大剪切力和剪切强度增大,剪切断面形貌逐渐产生大量解理面和断裂台阶,并伴有少量撕裂棱,断裂机制由脆性过渡到半解理韧性断裂。扩散温度为750℃,保温时间为90 min时,连接界面整体扩散结合品质较高,剪切强度达到48.83 MPa,热导率为347.73 W/（m·K）。     

采用Ni基钎料和Cu中间层真空钎焊W/CuCrZr的接头组织和性能研究

以20μm厚的纯Cu片作为中间层,采用20μm厚的非晶态Ni基钎料箔在在900、930、950℃下保温10min真空钎焊W和CuCrZr合金。采用SEM和EDS分析了钎焊接头的界面形貌,检测钎焊接头的剪切强度及显微硬度。结果表明,中间层Cu与母材CuCrZr合金一侧界面结合良好,在CuCrZr合金一侧形成了钎焊热影响区;钎料与W母材界面处形成了反应层,在W母材侧有微裂纹。随着钎焊温度的升高,W侧裂纹增多,造成接头性能的迅速恶化。W和CuCrZr的钎焊温度最好控制在930℃以下。以纯Cu片为中间层,采用Ni基钎料钎焊W和CuCrZr的过程,实质上是Ni与Cu、W互相扩散并反应生成化合物层和固溶体的过程。钎焊接头的最佳剪切强度为144MPa,断裂主要发生在W母材及W与反应层之间的界面。钎缝区域的显微硬度随钎焊温度的升高而降低,CuCrZr合金焊接热影响区的硬度高于其母材。     

Ti-50Ni钎焊TZM与ZrCp-W接头界面组织及性能

采用Ti-50Ni(at%)钎料实现了TZM合金与ZrC_p-W复合材料的真空钎焊连接,通过SEM、EDS、XRD等方法分析了接头界面的微观组织结构,研究了钎焊温度对TZM/Ti-50Ni/ZrC_p-W接头界面组织及性能的影响。结果表明:钎焊接头的典型界面结构为TZM/Ti-Mo+TiNi_3+Mo-Ti-W/Ti Ni+TiNi_3+W(s,s)+(Ti,Zr)C/ZrC_p-W。随着钎焊温度的升高,Ti-Mo固溶体层宽度逐渐增大,线状条纹增多、增宽,组织逐渐粗大,晶界变圆滑;接头的抗剪强度随钎焊温度升高先升高后降低,当钎焊温度为1340℃,保温10 min时,接头获得最大抗剪强度为146 MPa。     

有机溶剂保护对Al/Ni扩散连接的影响规律研究

采用有机溶剂保护实现了纯铝和纯镍的扩散连接。利用扫描电子显微镜、能谱分析以及X射线衍射等分析手段,确定了Al/Ni扩散连接接头典型的界面结构为Al/Al_3Ni_2/Ni。在扩散连接过程中利用有机溶剂防止铝表面发生二次氧化,相比直接扩散连接可得到更好的焊接质量。研究了连接温度对Al/Ni接头界面结构的影响规律,随着连接温度的升高各反应层厚度逐渐增加。当连接温度为490℃,连接时间为60 min,连接压力为2 MPa时,接头抗剪强度达到最大值,为17.83 MPa,比该工艺下直接扩散连接得到的焊接接头强度提高了约55%。     

汽车用铝合金/钢扩散焊接试验研究

用真空扩散焊接方法焊接铝合金和不锈钢。采用物相分析仪、描电镜、显微硬度计和万能试验机等对焊接接头结构和性能进行了分析。结果表明,通过扩散焊接能实现铝合金和不锈钢的焊接,获得的焊接接头界面结合良好。随着焊接温度升高,扩散层厚度增加,焊接温度550℃时扩散层出现裂纹。铝合金和钢界面处生成了高硬度相,主要为Fe2Al5和Fe4Al13金属间化合物。铝/钢焊接接头剪切强度随焊接温度增加呈先增加后减小的趋势,焊接温度500℃,保温时间3 h,得到接头剪切强度最大值为54 MPa,断裂方式为解理断裂。     

TiAl基合金的非晶钎焊

利用一种典型的块体非晶成分Zr65Al25Cu27.5(摩尔分数，％)，制备成非晶条带焊接TiAl基合金，研究了焊接接头的组织结构和成分分布，并分析了钎焊过程的组织演变规律。研究结果表明，利用Zr65Al25Cu27.5非晶条带可以成功焊接TiAl基合金。焊缝区组织出现了明显的分层现象，从中部到界面区依次是先析出的Zr2Cu型和ZrCu化合物，粗大的ZrCu型化合物和Ti2Al型柱状晶。焊接母材中的Al元素向焊缝发生了扩散，在界面区形成了一层很薄的反应层。     

30CrMnSi/Cu/V/TC4电子束焊接试验研究

使用Cu/V中间层实现了30CrMnSi合金钢与TC4钛合金的电子束焊接,探究了接头组织和性能特征。结果表明,通过添加Cu/V过渡层金属可以避免Ti-Fe元素的直接混合反应生成脆硬的金属间化合物。焊缝不同区域分布着不同组分及性能的特征相,靠近钢侧焊缝为偏聚形成的富Fe相与富Cu相,靠近钛侧焊缝在形成Ti-V固溶体的同时也形成了少量Ti-Cu金属间化合物。接头的抗拉强度最高为418 MPa,接头失效于焊缝与30CrMnSi母材界面处的熔合线位置。     

TiAl/Ti/GH99扩散连接接头应力的数值模拟

利用有限元方法,对采用钛作中间层扩散连接TiAl基合金与GH99合金所得接头在冷却过程中所产生的应力分布情况进行分析,并研究了连接温度对应力分布特征及大小的影响.结果表明,在钛中间层与TiAl基合金和GH99合金的连接界面处均存在一定的应力集中,其中钛中间层与GH99合金的连接界面处应力相对较大.降低连接温度时,接头应力分布特征基本没有变化,但最大应力的数值随之减小.将模拟结果与试验结果进行对比发现,模拟结果与试验结果具有很好的吻合性.     

Temperature memory effect of Ti50Ni30Cu20 (at.%) alloy

After the reverse thermal induced martensitic transformation process of shape memory alloy is arrested at a temperature between the reverse transformation start and finish temperatures (A_s and A_f), and then cooled to a temperature below M_f, a kinetic stop will occur in the next heat flow curve during the heating process. The kinetic stop is closely related to the arrested temperature. This phenomenon is called temperature memory effect (TME). TME of Ti₅₀Ni₃₀Cu₂₀ (at.%) shape memory alloy with phase transformation between B2 austenite and B19 martensite has been investigated by differential scanning calorimeter in this paper. The results indicate that TME of Ti₅₀Ni₃₀Cu₂₀ alloy only exists in the heating process.     

TC4/Ni/QAl10-3-1.5扩散连接研究

采用N i箔做中间层在真空下对TC4和QA l10-3-1.5进行扩散连接,用冷场发射扫描电镜(JEOL JSM 6700F)对焊接接头进行金相和能谱分析,用X射线衍射进行相分析,并进行硬度试验和接头拉伸试验。结果表明,在连接温度870℃,连接压力10MPa,保温时间60 m in规范下,N i做中间层能够实现TC4和QA l10-3-1.5扩散连接,其抗拉强度达到325 MPa。扩散连接界面形成了不同的分层结构,由形成了N iTi相,(N iTi+N i3Ti)相和N i(Cu)固溶体构成的扩散反应层。     

脉冲磁场处理Fe52Co34Hf7B6Cu1非晶的低温真空退火效应

对Fe₅₂Co₃₄Hf₇B₆Cu₁非晶合金进行了低频磁脉冲处理,研究低温真空退火对磁脉冲处理Fe_52Co₃₄Hf₇B₆Cu₁非晶软磁性能的影响.结果表明,磁脉冲处理导致非晶合金发生纳米晶化,析出晶态相α-Fe（Co）,晶粒尺寸为5-10 nm,形成的纳米晶粒弥散分布于非晶基体的双相纳米合金中.对磁脉冲处理的试样进行低温真空退火,可以进一步优化纳米合金的软磁性能,在100℃退火可以得到最佳的软磁性能.     

简单/改性铝化物涂层的研究现状

航空发动机各部件高温结构材料在苛刻环境下服役时,会遭受严重的高温氧化和热腐蚀.在合金表面施加铝化物涂层后,高温下表面能够生成一层致密且生长缓慢的Al2O3氧化膜,从而隔绝腐蚀介质,以防止合金被快速氧化腐蚀.概述了铝化物涂层的优点,包括制备简单、成本低廉.重点综述了以Ni、Fe、Ti/TiAl为合金基体的铝化物涂层微观结构.涂层的微观结构主要由渗铝工艺、基材成分及后处理工艺等因素决定,渗铝工艺包括渗剂成分、渗铝温度和渗铝时间.在高温下渗铝,Al的活度较低,涂层主要以基体元素向外扩散形成外扩散型涂层为主;在低温下渗铝,Al的活度较高,涂层主要以Al向内扩散形成内扩散型涂层为主.还归纳了不同渗铝涂层在干燥空气和水蒸气环境中的高温氧化行为,阐述了水蒸气对铝化物涂层高温氧化行为的影响,比较了Ni-Al系和Fe-Al系涂层的抗高温氧化性能.同时介绍了Cr-Al、Si-Al和Pt-Al 3种改性铝化物涂层的研究进展,包括制备方法、微观结构及抗高温氧化和腐蚀性能.最后,展望并总结了高温防护涂层的发展趋势.     

超声波辅助钎焊镁铝异种金属接头微观组织研究

铝合金和镁合金都具有密度小,比强度高等优点,在航天、航空等行业得到了广泛的应用。但这两种金属焊接时极易生成脆性的金属间化合物,使其很难获得性能优良的接头。在钎焊时,如何选择钎料避免有害金属间化合物的生成,是获得铝/镁异种金属优质接头的关键。为此本文选用了Sn基和Zn基两种钎料,在大气下采用超声波辅助钎焊技术进行了6063铝合金/AZ31B镁合金的焊接,通过OM、SEM以及EDS能谱对比分析了两种钎料钎焊接头组织。实验结果表明,采用Sn基钎料,钎焊接头不会生成Mg-Al脆性金属间化合物,钎缝中会溶解Al元素,Al元素以Al基固溶体相和Ag（Al）相形式存在于钎焊接头中,并且在超声波作用时间达到4.5s时,Al元素均匀分布在整个钎缝中。采用Zn基钎料,钎焊接头中有大量脆性Mg/Al金属间化合物生成,同时在钎缝组织晶界处有第二相低熔点Sn颗粒的弥散分布。     

AZ31B/LY12的搅拌摩擦焊研究

针对异种材料AZ31B镁合金与LY12铝合金进行了搅拌摩擦焊技术研究,结果表明,当选定恰当的焊接工艺参数时,AZ31B/LY12搅拌摩擦焊接是可行的,能得到外观形貌基本良好的接头.同时镁铝合金的片层结构由于材料的彼此挤压而相互挤入,发生明显的变形,从而导致焊接接头的力学性能较母材有所降低.