铝基复合材料的Al-Cu合金中间层瞬间液相扩散连接

采用Al—Cu合金作为中间层研究了铝基复合材料(Al2O3p／6061Al)瞬间液相扩散连接接头的组织与力学性能。研究结果表明,在Al—Cu／A12O3p／6061Al接头中无明显的增强相偏聚区和增强相贫化区,且接头成分分布较为均匀;在Al—C。合金中间层厚度30μm、连接温度600℃、连接时间30min条件下,接头抗剪强度为130～140MPa,较Cu／A12O3p／6061Al接头抗剪强度提高45％。因此,采用Al—Cu中间层是改善铝基复合材料接头力学性能的有效途径。     

TLP焊用非晶态中间层合金的制备及焊接性能

研究了适于16Mn钢TLP焊用非晶态Ni-Si-B中间层合金的成分及相选择,在热力学模拟试验机上对16Mn钢进行了TLP焊接,分析了中间层合金的焊接性能、结合界面组织和接头力学性能.结果表明,非晶态镍基中间层合金在TLP焊16Mn钢的过程中具有良好的润湿性和铺展性.接头填充饱满,组织均匀,界面母材与原始组织相比未有粗化迹象.焊接工艺参数为轴向压力10 MPa、升温速度50℃/s、焊接温度1150℃和保温时间5min条件下,所得接头的弯曲角达90°.Ni基非晶态中间层实现了16Mn钢TLP焊高强度连接.     

Cu中间层SiCp/Al MMCs TLP扩散连接过程分析

采用铜箔作中间层,在连接温度为853 K、无压的条件下进行了瞬间液相连接,对TLP扩散连接过程及其动力学模型进行了分析,并对试验结果进行了的验证.结果表明TLP扩散连接理论模型和试验结果之间还存在着一些差异,对等温凝固过程还需要进一步探讨.分析认为,AlMMCs中大量的晶界、亚晶界、位错等短路扩散通道的存在,直接影响TLP连接过程及其动力学.     

基于非晶态中间层合金的316L不锈钢TLP焊接

研究了瞬时液相扩散焊316L不锈钢用中间层合金的成分和相结构,分析了中间层合金成分及焊接工艺参数对接头组织和性能的影响.结果表明,Ni-Si-B中间层合金具有非晶态结构,在TLP焊接316L不锈钢过程中展现出良好的润湿性和填缝性,接头组织连续性好,基本上无焊接缺陷.焊缝组织为Ni（Fe）固溶体和少量Cr3C2化合物,母...     

采用Al及Al-12Si中间层的AZ31B镁合金TLP接头的组织和性能

采用Al及Al-12Si为中间层对AZ31B镁合金进行过渡液相扩散焊,用环境扫描电镜及万能试验机测试并分析了接头组织与强度之间的关系。研究结果表明：采用Al作为中间层时,随着保温时间的增加,Al12Mg17金属间化合物含量降低,接头强度升高;采用Al-12Si作为中间层时,含硅相Mg2Si对焊缝的强化提高了接头强度,但保温时间过长时,Mg2Si偏聚于焊缝中心会降低接头性能。     

中间层成分对GTD-111/IN-718高温合金在瞬时液相连接过程中显微组织和力学性能的影响

研究使用不同的中间层瞬时液相连接两种异种高温合金的适用性.在1100℃、不同时间下瞬时液相连接GTD-111/IN-718体系,研究BNi-2、BNi-3和BNi-9三种类型的中间层对该体系显微组织和力学性能的影响.采用场发射扫描电子显微镜和能量色散光谱技术,研究接头区域的成分变化和显微组织.结果表明,非热凝固区Ni3...     

镁合金与铝合金的夹层扩散焊连接

采用锌夹层在356℃温度下对镁铝异种金属进行扩散焊连接,并对接头的微观组织和力学性能进行分析.结果表明,利用镁与锌原子互扩散形成低熔点共晶液相区,能够实现镁铝材料的可靠连接.镁铝焊接接头界面区由铝锌反应层、未充分扩散锌层、锌镁反应扩散层组成.铝基体侧铝锌反应层是固溶体层,镁基体一侧锌镁反应扩散层主要是过饱和的固溶体基体及弥散析出的中间相,该区的中间相成分为Mg2Zn11及MgZn2.锌夹层的加入可有效阻止镁铝之间的互扩散.锌夹层镁铝扩散焊接头抗剪强度远超过镁铝直接真空扩散焊接头的抗剪强度.断口观察及相分析表明,接头失效发生在锌镁反应扩散层.     

A study on the two-step transient liquid phase diffusion bonding of K640 superalloy

A new technology, the two-step transient liquid phase diffusion bonding （TLP-DB） technology for cobalt-based K640 superalloy, was investigated. The method consists of a short-time high temperature heating to melt interlayer followed by isothermal solidification of liquid phase at a lower temperature than that of the conventional TLP-DB. The result indicates that the two-step TLP-DB can reliably produce an ideal joint with uniform chemical composition, which is superior to the joint welded by conventional TLP-DB in microstructure and mechanical properties. Bonding parameters of new process are 1 250℃ for 0. 5 h and 1 180℃ for 3 h. The high-temperature tensile strength of the joint by two-step TLP-DB reaches 74% of that of the base material on an equal basis, but the high-temperature tensile strength of the joint by conventional TLP-DB is only 58% of that of the base material.     

Al-Si合金瞬间液相扩散连接接头组织与力学性能

采用扫描电镜、X射线衍射、能谱仪及电子拉伸试验机等测试方法研究了Cu箔作中间层瞬间液相扩散连接(TLP)Al-Si合金接头的组织和力学性能.结果表明,Al-Si合金基体中的Al元素与中间层Cu元素发生共晶反应形成液相,而合金中的Si对Al与Cu的相互作用有一定的阻碍.接头组织主要由α-Al、单晶Si及金属间化合物(CuAl2和Al4Cu9)组成,而金属间化合物的数量随连接时间的增加而减少.剪切试样沿着界面/基体处断裂.当温度为560℃时,随着连接时间的增加,接头抗剪强度先增大后减小,在120 min时达到最大值70.2 MPa;接头塑性和韧性提高,断口表面形貌由脆性特征转变为脆性和韧性共存的混合型断裂特征.     

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.     

白铜/钢双金属管的瞬间液相扩散连接

用扫描电镜组织观察、能谱微区成分分析、显微硬度、剪切试验、反复弯曲试验等方法,研究了以H62黄铜为中间层的B10白铜/20钢双金属管的瞬间液相扩散连接.结果表明,在950～1 000 ℃扩散退火0.5～2 h,白铜与低碳钢可以获得良好的冶金结合;黄铜与白铜间成分连续过渡,形成跨越界面的晶粒组织;在钢/黄铜界面,温度较低、时间较短时,形成珠光体富集带;高温长时间扩散,Cu,Ni,Zn向Fe中扩散形成硬度较高的组织,使界面塑性下降.     

Hydrogen embrittlement of the 7B05-T5 aluminum alloy for high-speed trains

The effect of hydrogen cathodic charging on the mechanical behavior of the 7B05-T5 aluminum alloy has been studied. The hydrogen susceptibility of the 7B05-T5 aluminum alloy was evaluated by slow strain rate tensile testing. The tensile tests revealed that the ductility of the 7B05-T5 aluminum alloy decreased when charged cathodically for 96 hr with a constant current density of 2 mA/cm ². The charged 7B05-T5 aluminum alloy exhibited pitting corrosion at the surface layers and brittle intergranular fracture at the deeper layers of the alloy. The decrease in the ductility of the aluminum alloy was attributed to hydrogen-reducing atomic binding force.     

金属基复合材料过渡液相(TLP)扩散焊中间层设计的改进

为防止复合材料过渡液相(TLP)扩散焊焊缝中心区域出现增强相偏聚,归纳总结了5种中间层设计的改进方法:(1)适当减小中间层厚度;(2)采用合金型中间层;(3)加覆(镀)阻挡层;(4)中间层材质的优化;(5)减少液态金属的挤出量。评述了各种方法的优缺点。     

SiCw/6061Al铝基复合材料粉末夹层瞬间液相扩散焊接工艺

采用质量比为2:1的铝铜混合金属粉末作为中间夹层,通过TLP扩散焊接工艺焊接了SiCw/6061Al铝基复合材料.结果表明,在真空度为1.33 Pa、焊接预紧力20 MPa的条件下,最佳工艺参数为:焊接温度620℃,保温时间60 min.采用扫描电镜研究了焊缝的微观组织,发现较低温度下焊缝存在较多的孔洞.用电子探针分析焊缝周围元素分布,结果表明,在焊缝处富集较多的氧元素和镁元素.这是因为基体铝合金中的镁与铜粉颗粒表面的氧化铜以及焊接工件表面的氧化膜(Al2O3)发生置换反应,生成细小的MgO和Al2MgO4颗粒.该反应有利于减小氧化膜的影响,提高接头强度.     

金属基复合材料过渡液相(TLP)扩散焊中间层设计的改进

为防止复合材料过渡液相（TLP）扩散焊焊缝中心区域出现增强相偏聚，归纳总结了5种中间层设计的改进方法：（1）适当减小中间层厚度；（2）采用合金型中间层；（3）加覆（镀）阻挡层；（4）中间层材质的优化；（5）减少液态金属的挤出量。评述了各种方法的优缺点。     

Transient liquid phase bonding of 304 stainless steel using a Co-based interlayer

Transient liquid phase bonding of AISI 304 austenitic stainless steel was carried out using a Co-based interlayer with 40?μm thickness. The effect of bonding time and solid-state homogenisation time on the microstructure and mechanical properties of samples was investigated. The results showed that isothermal solidification was completed within 30?min at a constant temperature of 1180°C. With increasing homogenisation time, at 1000°C, a more uniform distribution of alloying elements and hardness profile across the joint region was achieved. The average shear strength of homogenised samples was about 72% that of the base metal at the same heat treatment cycle.     

Bonding of Al2O3 ceramic and Nb using transient liquid phase brazing

The brazing of Al2O3 to Nb was achieved by the method of transient liquid phase (TLP) bonding. Ti foil and Ni-5V alloy foil were used as interlayers for the bonding. The base materials were brazed at 1423-1573 K for 1-120 min. The results show that the shear strength of the joint first increases and then decreases with increasing holding time and brazing temperature. The joint interface microstructure and elements distribution were investigated. It can be concluded that a composite structure, in which the base metals are solid solution Nb(V) and Nb(Ti) reinforced by Ni3Ti, is formed when the brazing temperature is 1473 K and holding time 15 min, and a satisfactory joint strength can be achieved. The interaction of Ti foil and Ni-5V foil leads to the formation of liquid eutectic phase with low melting point, at the same time the combination of Ti come from the interlayer with O atoms from Al2O3 results in the bonding of Al2O3 and Nb.     

Al2O3P/6061Al复合材料瞬间液相扩散连接

用纯金属作中间层TLP连接颗粒增强铝基复合材料,接头存在增强相偏聚区,是接头力学性能的薄弱区域.控制增强相偏聚区是改善接头力学性能的一种有效途径.文中尝试用Cu,Al金属复合中间层TLP连接Al2O3P/6061Al复合材料,探讨了其接头的显微结构和力学性能特点.结果表明,用Cu,Al金属复合中间层能够控制接头增强相偏聚,改善接头抗剪强度.在连接温度600℃,保温时间60min的工艺条件下,10 μm Al/10 μm Cu/10 μm Al复合中间层接头增强相偏聚明显下降,接头抗剪强度110 MPa;1.5 μm Cu/10 μm Al/1.5 μm Cu复合中间层接头无明显的增强相偏聚,接头抗剪强度123 MPa.     

镓中间层1420铝锂合金扩散连接界面组织与性能

采用机械加压的方法,在大气环境下开展镓中间层1420铝锂合金扩散连接试验;通过光学显微镜、扫描电镜和剪切强度试验等方法,研究了温度、压力、时间3个参数对界面组织和接头性能的影响规律。结果表明,温度越高,压力越大,时间越长,形成的界面组织越好,接头性能越高,且接头剪切断口形貌表现为越来越多的撕裂带,其规律与普通扩散连接相同。当温度520℃、压力11MPa、时间1h时,接头剪切强度达到81.6MPa。随着温度的增加和时间的延长,在界面附近形成了越来越宽的镓分布层,表明中间层镓沿晶界向母材的扩散距离越来越大,反映出原子扩散进行的越来越充分。但压力对此影响不大。     

LY12铝合金表面氧化铝陶瓷层的生长过程

借助于SEM和XRD观察了铝合金表面氧化铝陶瓷层的生长特性, 测定了铝合金表面陶瓷层的相组成. 结果表明 氧化铝陶瓷层生长明显分为3个阶段, 起始阶段陶瓷的生长呈典型的柱状特征, 后期以重熔增厚的方式为主, 铝合金陶瓷层与基体间以微冶金过渡形式结合, 陶瓷层表层中非定型相的比例高达70%, 其余为α-Al2O3和γ-Al2O3; 微弧氧化处理液的组成及电参数的选择对陶瓷层的生长有一定的影响.