陶瓷/金属钎焊与扩散连接的研究现状

工程陶瓷由于具有优异的综合性能,在许多领域得到广泛应用,但其加工性能差,通常需要与金属组成复合结构.实现陶瓷与金属之间的可靠连接是推进陶瓷材料应用的关键,钎焊和扩散连接被认为是陶瓷/金属连接中较为适合的方法.文中对近年来国内外陶瓷/金属钎焊和扩散连接技术领域的研究现状进行了综述,认为活性金属钎焊和部分瞬间液相连接发展比较成熟,部分瞬间液相连接充分结合了活性钎焊和固相扩散连接两者的优点,将成为未来陶瓷/金属连接的发展方向.     

HQ130高强钢热影响区组织及韧性

采用金相、扫描电镜（ＳＥＭ）和热模拟方法，研究了不同峰值温度（Ｔｍ）和冷却时间（ｔ８／５）对ＨＱ１３０钢焊接热影响区（ＨＡＺ）显微组织、冲击韧性和断口形态的影响。试验结果表明，峰值温度１３５０℃，ｔ８／５为５～２０ｓ时，ＨＡＺ韧性较好，ｔ８／５为４０ｓ时，ＨＡＺ韧性明显降低。Ｔｍ由１３５０℃降低到８００℃时，ＨＡＺ冲击韧性相应降低；在Ｔｍ＝８００℃附近ＨＡＺ出现脆性区，冲击韧性明显较低；在Ｔｍ＝７００℃附近ＨＡＺ出现回火软化区，冲击韧性较高，硬度明显下降。实际焊接生产中应采用较小的焊接能量（ｑ／ｖ≤２０ｋＪ／ｃｍ），以防止该钢ＨＡＺ软化和脆化现象。     

Fe3Al/Q235异种材料扩散焊界面相结构分析

采用X射线衍射、透射电镜和电子衍射技术对Fe3Al/Q235真空扩散焊界面附近的微观相结构进行了试验研究。试验结果表明，当加热温度1050～1080℃，保温时间60min，压力9.8MPa时，Fe3Al金属间化合物与Q235钢扩散焊界面附近形成了明显的扩散过滤区，该过渡区由Fe3Al相和a-Fe(Al）固深体构成，显微硬度约为480～540HM，不存在含铝校较高的高硬度脆性相。有利于提高Fe3Al/Q235扩散过滤区的韧性，提高扩散焊接头的抗裂纹能力。扩散过滤区中的Fe3Al相与a-Fe(Al）固溶体之间存在着（110）a-Fe(Al)//(011)Fe3Al和[001]a-Fe(Al)//[100]Fe3Al的晶体学取向关系。     

980S装载机铲斗焊接

引进产品９８０Ｓ装载机铲斗采用国产新钢种ＨＱ１３０与ＱＪ６３焊接而成。介绍了ＣＯ２焊、手弧焊条件下，ＨＱ１３０－ＱＪ６３接头的力学性能、抗裂性能试验结果及金相组织分析。试验结果表明，采用Ｈ０８Ｍｎ２ＳｉＡ焊丝在不预热条件下进行Ａｒ＋ＣＯ２焊，接头强度达到美国ＣＡＴ公司样机同等水平。     

Mg/Al异种材料真空扩散焊界面区域的显微组织

采用真空扩散焊技术对Mg／Al异种材料进行了焊接。采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、显微硬度计及X射线衍射(XRD)对扩散界面附近的显微组织及性能进行了试验研究。试验结果表明，Mg／Al异种材料真空扩散焊在加热温度Tp=450-490℃，压力强度P=0．08-0．10MPa，保温时间t=40-60min时能得到良好的扩散焊接头。扩散焊界面过渡区形成了致密的新相化合物层，断口形貌呈粗糙暗灰色，以解理断裂为主并伴有脆性的混合型断口，扩散界面过渡区生成了MgAl、Mg3Al2、Mg2Al3等金属间化合物。     

Fe3Al/18-8扩散焊接头的组织特征分析

采用扫描电镜，X射线衍射仪和透射电镜分析了Fe3Al／18-8扩散焊接头的显微组织特征。结果表明，加热温度1040℃、保温时间60min、焊接压力15MPa时获得的Fe3Al／18-8扩散焊接头抗剪强度达226MPa。接头处形成具有三个扩散反应层的过渡区，其相结构依次由(FeAl Fe3Al)、Ni3Al相和α-Fe(Al)固溶体组成。显微硬度峰值为610HM，不存在FeAl2(820HM)、Fe2Al5(990HM)和FeAl3(1030HM)等脆性相，有利于保证Fe3Al／18-8扩散焊接头的组织性能。     

高强钢焊接区“三点弯曲”试验拘束应力的测定

采用“三点弯曲”试验对HQ130高强钢焊接熔合区附近的应力状态进行了试验测定。试验结果表明，外加载荷增大，焊接试样的应力应变值逐渐增大，经过近似直线的弹性范围后，达到塑变区后应变发生突变。外加载荷增加使产生裂纹的可能性增大。尽管应变的公式计算值和实测值之间存在着一定的偏差，但二者的总体趋势是一致的，在要求不太严格或只要求获得应力变化规律的情况下，仍可用公式法估算。     

药芯焊丝在工程机械高强异种钢焊接中的应用

采用“铁研试验”力学性能试验和金相试验等，研究了药芯焊丝（ＥＦ０３５０４１）ＣＯ２气体保护焊条件下ＨＱ１３０＋ＱＪ６３高强度异种焊接接头的组织性能，并与实芯焊丝（Ｈ０８Ｍｎ２ＳｉＡ）ＣＯ２焊的焊接接头性能进行了比较，结果表明，由于药芯时丝采用气－渣联合保护，合金元素烧损少，焊缝金属抗裂性好，焊缝拉伸强度，冷弯角超过实芯焊丝焊缝，因此，采用药芯焊丝代替实芯焊丝用于工程机械高强钢焊接中可提高生产率，降     

Fe3Al合金与Q235钢扩散焊界面元素的扩散

对Fe3Al／Q235扩散焊界面附近元素的分布进行计算并通过电子探针进行测定。结果表明，界面附近Al、Fe元素分布计算值和实测值的扩散趋势一致。随着加热温度和保温时间的增加，Fe3Al／Q235扩散焊界面附近元素的扩散距离增大。Fe3Al／Q235扩散焊界面过渡区宽度与保温时间的关系符合抛物线生长规律，保温时间超过60min后界面过渡区宽度不再明显增加。     

再加热对Fe3A1/18-8扩散焊界面附近组织结构的影响

Fe3A1/18-8扩散焊界面不均匀地分布着第二相析出物,特别是交界面处连续分布的析出相族可能直接诱发裂纹,是引起接头失效的重要因素.对Fe3A1/18-8扩散焊接头进行再加热,采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射等对析出相及界面相结构进行分析.结果表明,再加热后界面析出相细化且形状规则,均匀分布于Fe3A1/18-8界面,析出相族消失.界面附近的显微硬度降低,不存在高硬度脆性相.