SiC陶瓷真空钎焊接头界面结构及机理分析

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料对SiC陶瓷进行了真空钎焊,研究了SiC陶瓷真空钎焊接头的界面显微组织和界面形成机理.试验中采用扫描电子显微镜(SEM)对接头组织进行了观察,并进行了局部能谱分析.结果表明,接头界面产物主要有TiC,Ti₅Si₃,Zr₂Si,Zr(s,s),Ti(s,s)+Ti₂(Cu,Ni)和(Ti,Zr)(Ni,Cu)等.接头的界面结构可以表示为:SiC/TiC/Ti₅Si₃+Zr₂Si/Zr(s,s)/Ti(s,s)+Ti₂(Cu,Ni)/(Ti,Zr)(Ni,Cu).钎焊过程分为五个阶段:钎料与母材的物理接触;钎料熔化和陶瓷侧反应层开始形成;钎料液相向母材扩散、陶瓷侧反应层厚度增加,钎缝中液相成分均匀化;陶瓷侧反应层终止及过共晶组织形成;钎缝中心金属间化合物凝固.在钎焊温度960℃,保温时间10 min时,接头抗剪强度可达110 MPa.     

新型不锈钢热交换器真空钎焊接头的组织分析

采用扫描电镜（SEM）、显微硬度计、金相微镜等方法对新型不锈钢热交换器真空钎焊的接头组织性能进行了分析。试验结果表明，在1118－1130℃钎焊0Cr17Ni12Mo2不锈钢，保温10－20min，在钎缝中形成的柱状晶使接头处有良好的结合状态。钎焊接头由靠近钎缝的奥氏体(γ－Fe)、Cu向γ－Fe中扩散形成的固溶体以及Cu-Ag共晶组织组成。共晶组织中先结晶的α固溶体比后结晶的β固溶体的显微硬度明显高一些。     

Al_2O_3陶瓷与TiAl合金真空钎焊接头界面组织及性能

采用AgCuTi活性钎料实现了Al_2O_3陶瓷与TiAl合金的钎焊连接,研究了钎焊接头的界面结构及其形成机制,并且分析了不同钎焊参数对接头界面组织和接头力学性能的影响规律。结果表明:Al_2O_3陶瓷与TiAl合金钎焊接头的典型界面组织为:Al_2O_3/Ti_3(Cu,Al)_3O/Ag(s.s)+Cu(s.s)+AlCu_2Ti/AlCu_2Ti+AlCuTi/TiAl。钎焊过程中,TiAl基体向液态钎料中的溶解量决定了钎焊接头界面组织的形成及其演化。随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,Al_2O_3陶瓷侧的Ti_3(Cu,Al)_3O反应层增厚,钎缝中弥散分布的团块状AlCu_2Ti化合物逐渐聚集长大。陶瓷侧界面反应层的厚度和钎缝中AlCu_2Ti化合物的形态及分布共同决定着接头的抗剪强度。当钎焊温度为880℃,保温10 min时,接头的抗剪强度最大,达到94 MPa,此时接头的断裂形式呈现沿Al_2O_3陶瓷基体和界面反应层的复合断裂模式。     

纯铜真空钎焊接头的组织及力学性能研究

利用快速凝固技术和传统铸造技术分别制备出成分相同的Cu-Ni-Sn-P非晶薄带钎料和普通钎料,将2种钎料在4种钎焊温度(660,670,680,690℃)和3种保温时间(5,10,15 min)下与纯铜进行真空钎焊试验,借助DTA,XRD,EDS和金相显微镜探讨了钎焊接头的界面微观组织结构及断口形貌,并通过拉伸试验评价了接头强度.研究结果表明:在680℃,15 min条件下,接头抗拉强度最高,非晶钎料的接头抗拉强度明显优于普通钎料,界面反应层由扩散区、残余钎料区组成.随着保温时间的延长和钎焊温度的升高,扩散深度增加,冶金作用增强,在基体深度方向明显表现为沿晶界优先渗透.     

钎缝间隙对SiC陶瓷钎焊接头组织及性能的影响

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料,借助SEM,EDS和XRD等分析测试手段,研究了钎缝间隙对SiC陶瓷接头组织性能的影响．结果表明,接头结构由SiC侧至钎缝中心依次为TiC,Zr（S,S）,Ti5Si3＋Zr2Si,Tj（s．s）＋Tj2（Cu,Ni）,（Ti,Zr）（Ni,Cu）．当钎缝间隙为30～50μm时,Si元素与Ti,Zr元素反应,生成少量的细小的针状硅化物,钎缝主要为均一的固溶体组织,此时钎焊接头力学性能较好,抗剪强度可达117MPa;当钎缝间隙小于30μm时,生成贯穿整个钎缝的条状硅化物,同时有连续的、较厚的TiC层沿接头界面生成,严重降低接头性能;而当钎缝间隙大于50μm时,钛的金属间化合物大量增多,同时在钎缝中形成了钛和锆的过共晶化合物,使接头性能下降．     

不锈钢真空钎焊接头力学性能分析

对1Cr18Ni9Ti不锈网真空钎焊(采用4种不同钎料)接头的力学性能进行分析。结果表明：钎缝接头的力学性能与其显微组织有关。在本试验条件下，使用BNi-2钎料钎焊，由于钎缝组织出现了大量的化合物相，故其力学性能较差。采用其余3种钎料钎焊时，因钎缝中只有少量的化合物相，其力学性能较好。     

TC4/TNM钎焊接头界面组织及性能

采用Ti-25.65Zr-13.3Cu-12.35Ni-3Co-2Mo(wt.%)非晶箔带钎料在900 ℃~1020 ℃/10 min工艺下真空钎焊连接TC4和TNM合金,并系统研究了TC4/TNM钎焊接头的界面组织和形成机理以及钎焊温度对界面组织和剪切强度的影响规律。结果表明：钎焊温度900～980 ℃时接头的组织为TC4/细小网篮状(α+β)-Ti/γ-(Ti,Zr)2(Cu,Ni) + α-Ti/Ti3Al/TNM,随钎焊温度升高,钎缝中硬脆的γ相减少、韧性的α-Ti增加。钎焊温度1000 ℃和1020 ℃时,接头的界面反应层由三层演变成两层且对应的物相分别是韧性差的粗针状(α+β)-Ti和Ti3Al,粗针状(α+β)-Ti随温度升高进一步粗化。钎焊接头剪切强度随温度升高先增加后减小,钎焊温度980 ℃时剪切强度达到最大值494.83 MPa。剪切测试的钎焊接头均脆性断裂于TNM侧的钎缝中。     

ZrB_2-SiC陶瓷复合材料钎焊接头界面组织及性能

采用BNi2钎料,对ZrB2-SiC陶瓷复合材料进行真空钎焊研究.借助SEM,EDS,XRD等分析测试手段分析了界面组织结构及性能.确定了最佳钎焊工艺参数:钎焊温度1160℃,保温时间20 min.结果表明,接头界面产物主要有δ-Ni2Si,β1-Ni3Si,ZrB2+C,Ni(s,s),Cr x B y C z.随着钎焊温度升高以及保温时间的延长,接头抗剪强度均先升高后降低.钎焊温度1 160℃,保温时间20 min,钎焊接头室温抗剪强度达到最大121.3 MPa.钎焊温度和保温时间对接头断裂方式的影响有相似的规律,在保温时间较短时,裂纹主要产生于钎缝中的Ni(s,s)中,之后向Ni元素扩散层中扩展;当保温时间适中时,断裂主要发生在Ni元素扩散层中;当保温时间延长时,裂纹主要产生于含有一定β1-Ni3Si相的Ni(s,s)中,之后向Ni元素扩散层中扩展.     

铝制油冷器真空钎焊接头缺陷特征及分析

运用金相分析方法,研究了铝合金油冷器真空钎焊接头缺陷特征,说明了不同缺陷产生的因为,并在理论上进行了分析.分析表明:在钎焊时间和真空度不变的情况下,钎焊温度过低,易产生钎料熔化不充分、未焊合和钎缝圆角成型不良等缺陷,温度过高,又易发生熔蚀;钎焊接头的装配不均匀是产生未焊合缺陷的因素之一;钎料清洁度不够,易产生孔洞和夹渣缺陷;夹具的材料和夹紧力的大小不合适是导致翅片弯曲倒伏的主要因为.     

不锈钢真空钎焊接头组织和力学性能研究

采用BNi-2、BNi-5、BDP～1、Cu四种不同钎料真空钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢，对其焊接接头的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明：钎缝的组织与钎焊温度和钎料的成分等因素有关。使用BNi-2钎料钎焊得到的钎缝组织中出现了大量的化合物相；而采用BNi-5、BlIP-1钎料，钎缝中有少量化合物相；Cu钎焊时，钎缝中得到单相组织。BNi-2钎焊接头力学性能较差，而其余三种钎料钎焊接头力学性能较好，其中Cu钎焊接头性能最高。     

TiAl/40Cr高频感应钎焊接头的界面组织及力学性能

以Ag-Cu-Ni-Li为钎料对TiAl与40Cr进行了高频感应钎焊,研究了TiAl/40Cr钎焊接头的界面组织和力学性能.采用扫描电镜、电子探针、X射线能谱分析仪等分析了界面组织及生成相,测试了接头的抗拉强度及界面生成相的显微硬度.结果表明:钎料与2种母材发生界面生反应成Al3Ti、Ag[s,s]、Ti(CuAl) 2、Ti2Ni和TiC等多种反应相,接头界面结构Al/A为Til3Ti/Al3Ti十Ag[s,s]/Ti(CuAl)2 Ti2Ni Ag[s,s]/TiC/40Cr.在实验所选的工艺参数范围内,当连接温度θ=850℃,保温时间t=180 s时,接头的抗拉强度达到265 MPa.     

ZrB2-SiC陶瓷复合材料钎焊接头界面组织及性能

采用BNi₂钎料,对ZrB₂-SiC陶瓷复合材料进行真空钎焊研究.借助SEM,EDS,XRD等分析测试手段分析了界面组织结构及性能.确定了最佳钎焊工艺参数:钎焊温度1160℃,保温时间20 min.结果表明,接头界面产物主要有δ-Ni₂Si,β₁-Ni₃Si,ZrB₂+C,Ni(s,s),Cr_xB_yC_z.随着钎焊温度升高以及保温时间的延长,接头抗剪强度均先升高后降低.钎焊温度1160℃,保温时间20 min,钎焊接头室温抗剪强度达到最大121.3 MPa.钎焊温度和保温时间对接头断裂方式的影响有相似的规律,在保温时间较短时,裂纹主要产生于钎缝中的Ni(s,s)中,之后向Ni元素扩散层中扩展;当保温时间适中时,断裂主要发生在Ni元素扩散层中;当保温时间延长时,裂纹主要产生于含有一定β₁-Ni₃Si相的Ni(s,s)中,之后向Ni元素扩散层中扩展.     

TiAl基合金真空钎焊接头组织性能分析

采用Ti37.5-Ni37.5-V25钎料作为中间层对TiAl基合金(Ti-42.5Al-9V-0.3Y)进-真空钎焊,研究在不同钎焊温度下接头组织性能的变化情况;结果表明,真空钎焊后接头的厚度由原来钎料的200μm增加到400 μm,说明接头发生强烈的化学反应,同时随着钎焊温度的增加,接头的界面形态和剪切强度有很大的变化,钎焊温度低于1 220℃时,界面反应不完全,焊缝中心残留未完全融化的钎料,温度高于1 220℃时,界面反应完全,焊接接头由钎缝中心区、致密网状区和不连续析出区三个区域组成;在1 220℃、10 min条件下得到良好的接头,剪切强度达到196 MPa.     

高硅铝合金真空钎焊接头组织与性能测试研究

选用Cu箔、Zn及BA188SiMg片状钎料作为填充金属,采用真空加热方法进行高硅铝合金的钎焊连接,并对接头进行光学金相、显微硬度、扫描电子显微等测试、分析、研究。结果表明：3种钎料钎焊高硅铝合金,通过凝固、结晶等过程形成冶金结合,生成共晶体和固溶体组织,形成可靠的连接接头,外观良好。     

ZrO_2陶瓷与TC4真空钎焊接头组织和性能

由于陶瓷-金属构件能够实现性能互补,其钎焊技术和接头可靠性已经成为研究热点,包括钎料选用、炉中气氛控制,以及工艺参数优化等。文中采用Ag70-Cu-Ti4.5钎料进行了ZrO_2陶瓷和TC4合金的真空钎焊连接,研究了钎焊温度与保温时间对钎焊接头四点弯曲强度与界面组织结构的影响。结果表明,最佳钎焊工艺参数为钎焊温度875℃,保温时间15 min,钎焊接头强度最高可达191.9 MPa,但钎焊温度的较小变化会引起接头强度的急剧下降。从钎料中溶解的Ti和Cu元素对ZrO_2/TC4钎焊接头的组织演变具有主要影响,钎焊接头界面组织为ZrO_2/TiO+Cu_2Ti_4O+Cu_4Ti_3/Ag+Cu_3Ti_3O/Ti_2Cu_3/Ti_2Cu_3+CuTi_2/CuTi_2+CuTi_3/TC4。在一定范围内,反应层厚度增大,界面组织细小均匀,可以获得较好的接头性能。     

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。     

铝基钎料真空钎焊接头的腐蚀性

采用NaCl的质量分数为3．5％的溶液对四种Al-Si-Cu钎料的真空钎焊接头进行全浸试验，对腐蚀后的钎焊接头进行观察，分析接头的腐蚀类型，研究接头的腐蚀机理，对Cu的晶界偏析及扩散进行了讨论。结果表明，铝基钎料真空钎焊后的接头仍然存在腐蚀问题，腐蚀产物为A1Cl3、Al(OH)3、Al(OH)2Cl，腐蚀类型有点蚀和晶间腐蚀；并且随着Cu含量的增加腐蚀加重，Cu的偏析与扩散对接头腐蚀行为产生重要的影响，在晶界形成他Cu，使晶界周围形成贫Cu区，与晶粒内部处于钝态的αAl存在较大电位差，构成局部腐蚀电池，形成晶间腐蚀。     

Super-Ni/NiCr叠层材料与Cr18-Ni8钢真空钎焊接头的组织性能

以Ni-Cr-Si-B系非晶钎料作为填充金属,采用真空钎焊技术得到成形良好的Super-Ni/NiCr叠层复合材料与Cr18-Ni8不锈钢接头.通过扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、显微硬度计对接头的组织性能进行分析.结果表明,钎料在叠层复合材料和Cr18-Ni8不锈钢表面润湿性良好,钎缝由γ-Ni固溶体和Ni3B组成.钎缝与Super-Ni/NiCr叠层复合材料之间发生溶解和扩散,界面不明显;钎缝与Cr18-Ni8不锈钢之间形成由细小硼化物组成的界面.钎焊接头的抗剪强度可达170 MPa,钎缝区呈现台阶状断裂,并带有撕裂特征,有少量韧窝.     

TiC陶瓷与低碳钢Ag-Cu-Zn钎料真空钎焊金相组织

~~TiC陶瓷与低碳钢Ag-Cu-Zn钎料真空钎焊金相组织@靖向萌$哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001 @冯吉才$哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001 @张宝友$哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001 @于捷$哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001     

置氢TC4钛合金与C/SiC复合材料钎焊接头界面组织和结构

采用AgCu箔片对不同置氢含量的TC4钛合金与C/SiC复合材料进行了钎焊连接.借助SEM,EDS,XRD等分析手段对接头的微观组织、界面结构进行研究,并分析了钎焊工艺参数的影响.结果表明,钎焊温度810℃,保温时间10 min时,置氢含量0.3%的接头界面结构为置氢钛合金/针状韦德曼组织/Ti（s.s）＋Ti2Cu过...