TiB2金属陶瓷与TiAl的自蔓延高温合成连接

自蔓延高温合成(SHS)技术是一项近年来迅速兴起并广泛应用于多种领域的新技术，文中采用SHS技术对TiB2金属陶瓷与TiAl进行了连接试验并对SHS连接接头的界面结构进行了分析。试验表明，采用SHS方法连接TiB2金属陶瓷与TiAl时界面结构复杂，在TiAl侧界面处出现了TiAl3反应层，在中间层中出现了Ti-Al系产物的环状结构；在TiB2金属陶瓷侧界面处发现了贫Cu层的存在。     

中间层成分对TiAl/TiB2金属陶瓷SHS连接的影响

采用自蔓延高温合成(SHS)连接技术对TiB2金属陶瓷与TiAl进行连接试验,并研究工艺参数对SHS连接接头界面结构的影响.结果表明,不同成分的中间层发生SHS反应的放热量不同,从而会导致连接界面处的界面结构发生明显的变化.TiAl侧界面处出现的TiAl3反应层厚度与TiB2金属陶瓷侧出现的贫Cu层的厚度均随放热量的增加而明显增加,中间层环状结构的层数及尺寸也发生相应的变化.     

TiB2金属陶瓷/TiAl钎焊连接接头应力的数值模拟

利用有限元方法分析了采用Ag基钎料钎焊TiB2金属陶瓷与TiAl接头在冷却过程中的应力分布情况，并研究了连接温度对接头处应力的影响。结果表明，在钎料与TiB2金属陶瓷和TiAl的连接界面处均存在一定程度的应力集中，其中钎料与TiB2金属陶瓷的连接界面应力相对较大。连接温度变化时，应力的分布基本没有变化，只是随着连接温度的降低，应力的数值随之减小。     

扩散连接接头金属间化合物新相的形成机理

扩散连接接头中界面区脆性金属间化合物相的出现往往会造成接头性能的恶化,因此研究并建立接头界面区金属间化合物相的生成和成长行为的数学模型对扩散连接过程有非常重要的理论及现实意义。本文根据扩散理论,指出界面处生成相的动力学驱动力限决于扩散偶中组元自身的特性,生成机的组元及比例应按原子扩散通量比优先生成,本文从动力学及热力学角度出发,提出了多组元扩散偶界面处的金属间化合物生成相原则：通量-能量原则;并以钛/镍/钢扩散接接头为例,证明钛/镍界面处金属间化合物相的生成规律为Ni/TiNi3/TiNi/Ti2Ni/Ti。提出,通量-能量能力相当的两种或多种金属间化合物有可能同时形核篚,接头界面处会形成混合的金属间化合物。     

注射成型TiAl金属间化合物

与传统的金属材料相比 ,Ti Al金属间化合物密度低 ,熔点高 ,有较高的高温强度 ,有望用作新一代的结构材料。但 Ti Al金属间化合物一般较脆 ,加工性极差 ,在加工成品率和尺寸精度上也有很大问题。因此要实用还有待于新的低成本大批量生产加工方法的开发。金属粉末注射成型 (MIM)是生产形状复杂零件的高精度制造方法 ,可大量生产高密度高强度的近净形烧结体。为此 ,用 MIM工艺系统地研究了注射成型 Ti Al的基础材料性能及不同组分材料的性能。使用的是燃烧合成法制造的 Ti Al合金粉末 ,几种不同组分的性能如表 1所示。表 1　 Ti Al粉末…     

TiAl金属间化合物表面技术进展

TiAl合金具有低密度、高比强度、高比刚度、高弹性 模量、耐腐蚀和高温抗蠕变性好等优点，成为航空航天、工业燃气轮机以及汽车工业中最具潜力的高温结构材料.作为最接近实用化阶段的一类金属间化合物，须解决其抗高温氧化和耐磨性差的问题.本文综述了TiAl金属间化合物抗高温氧化和耐磨的表面技术最新进展.     

相变扩散连接界面生成金属间化合物的数值模拟

在异种材料扩散连接的接头中,当界面上有脆性的金属间化合物产生时,接头往往表现出较差的力学性能。因此,从扩散连接的生产应用及扩散连接的理论研究出发,研究扩散连接接头的界面金属间化合物的生成规律,进而对其控制,是有着非常重要的现实意义的。扩散连接界面上金属间化合物的生成及成长机制是受扩散控制的反应扩散机制,而相变扩散连接中往往还伴随着相变,因此相变扩散连接的界面反应机制更为复杂。本文根据相变扩散连接的     

Investigation on diffusion bonding of TiAl intermetallic to Ti3AlC2 ceramic with Ni interlayer

In this study, vacuum atmosphere. The diffusion bonding of TiAI alloy and Ti3AlC2 ceramic was carried out using Ni foil as interlayer in a interfacial microstructures and the mechanical properties of the diffusion bonded joints were evaluated. Result showed that the interfacial microstructure of the joint from TiAl to Ti3AlC2 side could be divided into Al3NiTi2 , AlNi2 Ti , Ni3 （ Al, Ti） , Ni , Ni3 （ Al , Ti） , Ni （ Al , Ti ） , Ni3Al ＋ TiC~ ＋ Ti3AlC2 , respectively. The shear strength test showed that an average value of 45.9 MPa was achieved. The crack propagated along the interface between TiAl intermetallic and Ni interlayer during the shear test. The mechanisms f or formation of those compound layers during bonding process and the determinant of the fracture location were also discussed.     

Microstructure and strength of brazed joints of TiB2 cermet to TiAl-based alloys

In this study, TiB2 cermet and TiAl-based alloy are vacuum brazed successfully by using Ag-Cu-Ti filler metal.The microstructural analyses indicate that two reaction products, Ti ( Cu, Al ) 2 and Ag bused solid solution ( Ag ( s. s ) ) , are present in the brazing seam, and the iuterface structure of the brazed joint is TiB2/TiB2 Ag ( s. s ) /Ag ( s. s ) Ti ( Cu,Al)2/Ti( Cu, Al)2/TiAl. The experimental results show that the shear strength of the brazed TiB2/TiAl joints decreases us thebrazing time increases at a definite brazing temperature. When the joint is brazed at 1 223 K for 5 min, a joint strength up to 173 MPa is achieved.     

连接温度对TiAl/Ti3AlC2扩散焊接头界面结构及性能的影响

采用Ti/Ni复合中间层实现了TiAl合金和Ti₃AlC₂陶瓷的扩散连接,利用SEM,XRD等分析方法对接头界面结构进行了分析.结果表明,TiAl/Ti₃AlC₂接头典型界面结构为TiAl/Ti₃Al+Al₃NiTi₂/Ti₃Al/α-Ti+Ti₂Ni/Ti₂Ni/TiNi/Ni₃Ti/Ni/Ni₃(Ti,Al)/Ni₃Al+TiC_x+Ti₃AlC₂/Ti₃AlC₂.随着连接温度的升高,TiAl/Ti界面处的Ti_ss层逐渐减小,Ti₃Al化合物层逐渐变厚;TiNi化合物层厚度显著增加,Ti₂Ni和Ni₃Ti层厚度基本保持不变.接头抗剪强度随连接温度升高先增加后减小,当连接温度为850℃时,接头的抗剪强度最高可达到85.3 MPa.接头主要在Ni/Ti₃AlC₂界面及Ti₃AlC₂基体处发生断裂.     

磷酸盐连接NiFe2O4基金属陶瓷的界面形貌和连接机理

针对铝电解用金属陶瓷惰性阳极材料与金属导杆的电连接困难问题,以Al(H2PO4)3为胶粘剂,CuO为固化剂,NiFe2O4陶瓷粉和Cu-Ag合金粉为填充料,连接NiFe2O4基金属陶瓷.通过分析Al(H2PO4)3与CuO的反应过程,观察磷酸盐连接NiFe2O4基金属陶瓷的界面形貌,探索其高温连接机理.结果表明:Al(H2PO4)3与CuO反应后生成的Cu-P-O化合物是主要连接物相;Cu-P-O化合物随温度的变化逐步发生一系列物相变化,并在960~1 000℃下逐步分解为CuO和P2O5;在不同热处理温度下,磷酸盐与NiFe2O4基金属陶瓷连接界面始终保持紧密结合状态:低温下连接层与金属陶瓷润湿性良好并依靠吸附作用相互连接,高温下连接层与金属陶瓷依靠互扩散作用相互连接.     

γ—TiAl基合金的表面激光处理及超塑性扩散连接

较系统地研究了AiAl基合金激光快速熔凝组织细化特征及该类组织的超塑连接规律。结果表明,激光处理后试样表面熔凝区的组织主要为胞状枝晶组织,经后续热处理后转变为细小的等轴晶粒组织,并形成了良好的超塑连接条件。利用该表面组织对试样进行超塑扩散连接,探讨了连接温度,压力和时间对连接效果的影响。表面细化组织试样与整体细化组织试样的超塑连接具有基本相同的连接规律,在连接温度900℃,连接压力60MPa,连接时间1h条件下,可以实现试样的超塑扩散连接。     

Ti-Nb作缓冲层的TiC金属陶瓷/不锈钢脉冲加压扩散连接

采用Ti-Nb中间层对TiC金属陶瓷和不锈钢06Cr19Ni10进行了脉冲加压扩散连接,以实现缩短焊接时间并缓解界面产物对接头的有害作用的目的。连接温度890℃,脉冲压力2~10MPa工艺条件下,在4~12min时间内即实现了陶瓷与不锈钢的有效连接,与传统扩散焊相比连接时间大幅缩短。对接头进行显微组织表征发现在反应界面处存在溶解了少量Nb的σ相以及溶解了Ni的α β-Ti固溶体。在连接时间为10min时得到了最大的剪切强度110MPa。在剪切载荷下,接头沿着剩余的Ti/α β-Ti界面扩展至陶瓷内部断裂。结果表明,脉冲加压扩散连接能在一定程度上缩短焊接时间,中间层Ti/Nb的合理选择能很好的抑制了有害的金属间化合物的生成。     

以铜和Cu-Ti作为中间层的TiAl/GH3536扩散焊

采用铜箔和Cu-Ti合金作为中间层进行了TiAl和GH3536的扩散焊试验.以铜箔作为中间层在935℃/10 MPa/1 h参数下获得的焊缝组织以Ti（Cu,Al）2,AlCu2Ti和AlNi2Ti相为主,焊缝中存在裂纹.接头室温平均抗剪强度仅有31 MPa.以Cu-Ti合金作为中间层在935℃下采用三种不同参数进行了TiAl和GH3536的液相扩散焊试验.当加压3 MPa,保温10 min时,扩散焊缝中央还存在着宽度约5μm的残留相.保温时间延长至1 h,焊缝形成了较为均匀的分层组织,获得的接头室温抗剪强度最高,达180 MPa.增大压力至20 MPa,保温2 h获得的接头中出现AlNi2Ti相,接头平均室温抗剪强度下降至90 MPa.