Ti3Al基合金TLP扩散连接界面的组织演变

以Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni(质量分数,％)非晶箔带为中间层,研究了TLP扩散连接Ti-23Al-17Nb(质量分数,％)合金的界面组织演变过程.结果表明,Ti元素和Nb元素向中间层扩散而Ni,Cu和Zr元素向母材扩散驱动了界面组织演变;在扩散初始阶段即930℃,保温5 min时,界面已形成冶金结合;随保温时间延长至15 min,界面析出条形TiNi3(Cu,Zr)化合物,其随保温时间延长更加细小呈弥散分布;直至保温时间延长至120～ 200 min,界面组织转变为均一、粗大的针状魏氏组织.保温时间是影响TiNi3(Cu,Zr)化合物析出形态和分布的主要因素,控制保温时间可有效改变界面化合物状态,该方法是优化此类界面组织以提高接头强度的有效途径.     

缓冲层对硬质合金环与钢体钎焊接头残余应力的影响

采用有限元软件对硬质合金圆环与钢基体钎焊接头残余应力的分布状态进行模拟,研究缓冲层对接头残余应力的影响,结果表明, 在钎缝与硬质合金一侧接触面上残余应力最大,在接触面上靠近中心侧区域为最危险区域.通过添加缓冲层,可以大大缓解焊后的残余应力,且缓冲层的厚度存在最佳值.经试验验证,计算结果与试验基本一致.     

TC4钛合金/304不锈钢异种材料蜂窝结构钎焊工艺

采用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni和Ag-28Cu两种钎料分别对TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝结构进行了钎焊,对钎焊界面组织和蜂窝结构的力学性能进行了对比分析. 结果表明,Ti基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材界面润湿反应性能较差且Ti基钎料钎缝显微硬度较高,导致钎焊界面强度低,蜂窝拉伸力学性能差. Ag基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材和TC4面板均发生显著的界面反应,钎焊温度830 ℃,保温时间10 min时,蜂窝抗拉强度为10.35 MPa,呈蜂窝芯破坏特征. Ag基钎料蜂窝抗拉强度明显优于Ti基钎料结果,适用于TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝钎焊.     

TC4钛合金仿莲房特征芯体热蠕变成形工艺研究

本文提出了一种新的夹层芯体--仿莲房特征芯体结构。以TC4钛合金为对象,采用真空热蠕变成形方法探索了仿莲房特征芯体制备的可行性,并分析了主要工艺参数对仿莲房特征芯体成形高度、显微组织和力学性能的影响。结果表明：采用真空热蠕变成形方法制备仿莲房特征芯体可行,真空热蠕变成形过程中TC4钛合金材料通过发生位错运动和晶界滑移实现芯体孔柱的热成形。真空热蠕变变形后,显微组织由原始细小等轴组织完全转变为再结晶等轴组织。随成形压力和保温时间的增加,芯体高度、平压强度和比平压强度逐渐增加。     

扩散钎焊钛合金多层板的界面强度研究和断口分析

以TC4钛合金为研究对象,采用扩散钎焊方法制备钛合金多层板,对多层板的界面组织、连接强度及失效断口形貌等进行测试分析,以供钛合金薄板的连接提供技术参考。研究证明:扩散钎焊界面为针状魏氏体组织,界面无化合物形成;室温下界面强度达到母材强度的94%,350℃下界面平均强度为690 MPa,延伸率在11%以上;界面魏氏体组织成为裂纹扩展速率增大和界面失效的主要因素。     

几何参数对钛合金蜂窝夹层结构比强度的影响

试验研究了钛合金蜂窝夹层结构的几何参数(蜂窝芯格内切圆直径D和胞壁厚度t)对密度和拉脱强度的影响.芯格内切圆直径较大且胞壁厚度较薄时,焊接界面易于产生组织状态差异较大、组织状态不连续的现象,即魏氏体组织、网篮组织和双态组织并存,严重影响界面强度.当D=11.2 mm时,试件抗拉强度可表示为R_m=118.8 t_胞壁厚度-3.44;当D=6.4 mm时,试件抗拉强度可表示为R_m=262.8 t_胞壁厚度-5.94.试验中比强度较高且密度较低的蜂窝芯规格为TC1-4.8-0.05-15.密度、强度与几何参数之间的定量关系可用于对蜂窝夹层试件的比强度进行估测,为工程用钛合金蜂窝夹层结构的几何参数优选提供参考.     

硬质合金圆环与钢基体钎焊过程的数值模拟

针对硬质合金存钎焊冷却过程产生很大的热应力而导致钎焊裂纹这一问题,采用有限元分析方法对硬质合金圆环与钢基体钎焊时冷却过程中的残余应力的分布情况进行模拟,研究接头形状、钎缝厚度对焊后残余应力的大小及分布规律的影响。结果表明,钢体上开工艺槽导致焊岳残余应力增加,对接头强度不利;钎缝厚度存在一最佳值一经试验验证,计算结果与试验基本一致。     

Zr元素含量对钛基钎料合金固溶强化的影响

利用EET理论分析Zr元素对钛基钎料合金的固溶强化效果,得出锆含量自45%~12%变化时,Ti-Zr-15Cu-10Ni(质量分数,%)钎料合金晶胞内最大共价电子数先保持不变、而后减小再增大.当锆含量为37.5%时,Zr元素对钛基钎料合金的固溶强化作用相对较大,采用此锆含量的钎料合金Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni(质量分数,%)对Ti₃Al-Nb合金进行同质过渡液相扩散连接.在连接温度低于1000℃条件下,钎料合金的扩散能力主要受保温时间的影响;在较高连接温度下,钎料合金的扩散能力明显提高,可在短时保温条件下形成组织均匀、无析出物的连接界面.