Ti3SiC2陶瓷与TC4合金钎焊接头微观组织及性能

采用接触反应钎焊,以Ti/Ni/Ti为中间层,实现了Ti3SiC2陶瓷与TC4合金的连接。钎焊接头的典型界面组织为：TC4/α-Ti + β-Ti + Ti2Ni/Ti2Ni + Ti3AlC + Ti5Si3Cx + TiC/Ti3SiC2。随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,钎缝宽度增加,Ti2Ni相含量减少。钎焊温度为980 ℃时,大量的Ti2Ni相分布于反应区;连接温度为1000 ℃时,钎焊接头抗剪强度最高,达到82 MPa,断裂主要发生在陶瓷母材处;随着钎焊温度的继续提升,在反应区和TC4合金界面处出现明显孔洞,接头力学性能显著降低。此外,分析了钎焊接头的形成机制。     

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．     

CuSiAlTi钎料对SiC陶瓷的润湿性

研究了CuSiAlTi钎料对SiC陶瓷的润湿性。发现元素Ti显著影响钎料对SiC陶瓷的润湿性。采用SEM，XRD对润湿界面进行了观察分析，发现在界面上存在1个含TiC的很薄的界面层和含Cu较多、含Ti元素较少的较厚的界面过渡层。分析表明，在润湿过程中钎料中的元素与SiC陶瓷中的Si，C相互扩散，Cu元素在SiC陶瓷一侧是主要的扩散元素，Cu的扩散在SiC陶瓷一侧形成了较厚的扩散层。     

SiC陶瓷/灰铸铁复合材料的组织与性能

采用泡沫塑料先驱体挂浆成型法和高温烧结法制备三维网络结构SiC陶瓷预制体,通过常压铸渗成型工艺制备了三维连续网络结构SiC陶瓷/灰铸铁复合材料,结果表明:SiC质泡沫陶瓷骨架表面经铜化合物法金属化处理后,可有效改善金属对陶瓷相的润湿与铸渗能力,使得铸态复合材料的抗拉强度提高约17%;复合材料的体积密度为6.26g/cm3,比灰铸铁降低了11%;复合材料经热处理后,其硬度为热处理前的1.62~2.91倍,抗压强度为热处理前的1.56~2.04倍。     

PdNi-Cr-V钎料钎焊SiC陶瓷的接头组织及性能

采用座滴法研究了PdNi-Cr-V合金钎料对SiC陶瓷的润湿性.设计的PdNi-(16-22)Cr-(7-21)V-Si-B(质量分数)钎料可用于SiC的连接,使用急冷态箔状钎料,在1190℃/10 min的连接条件下得到的接头室温三点抗弯强度平均值为84.6 MPa.微观分析表明,在靠近SiC的界面反应层中,主要是Pd和Ni优先与SiC反应生成相应的Pd-Si相、Ni-Si相和石墨;离SiC稍远的接头区域,主要是Cr和V与C和Si发生反应,生成Cr(V)-C,Cr(V)-Si,Cr(V)5Si3C等相;钎缝中心区的基体由Pd-Si,Ni-Si和V-Si相组成,其上弥散分布着块状碳化物V2C和Cr23C6.     

Ag-Cu-Ti+W复合钎料钎焊SiC陶瓷的接头性能研究

通过使用Ag-Cu-Ti钎料钎焊,可以实现SiC陶瓷的有效连接,但它与陶瓷母材热膨胀系数相差较大,钎焊降温过程中会产生较大的残余应力.通过向Ag-26.7Cu-4.5Ti钎料中复合不同体积分数的W颗粒,调节钎料的热膨胀系数,使之更接近于母材.通过改变钎焊温度和保温时间,研究工艺参数对焊缝的显微组织和力学性能的影响.结果...     

TC4钛合金钎焊接头的组织与性能

采用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni钎料对TC4钛合金进行了钎焊,钎焊温度为900 ℃,保温时间分别为30、60和90 min。结果表明,在900 ℃时该钎料可润湿TC4母材,润湿角平均值为16.7°。保温时间为90 min时,钎焊界面中心处钎料元素已扩散得较充分,与钎料合金成分相比,Zr元素由37.5%降低至1.79%,Cu和Ni元素分别由15%和10%降低至1.66%和1.64%。TC4钛合金钎焊试样的室温抗拉强度平均值为1007.6 MPa,多数试样断于母材,属于微孔聚合机制导致的断裂失效。     

Ti600和Ni-25%Si合金钎焊接头性能及失效机理分析

采用Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料对高温钛合金Ti600和Ni-25%Si (原子分数,%)合金进行钎焊试验,重点研究了钎焊温度对镍硅与钛合金接头组织及性能的影响,结合接头组织特征及断口结构分析阐明了Ti600和Ni-25%Si合金钎焊接头的失效机理. 结果表明,钎缝内部包含多个区域,随着连接温度从900 ℃上升至980 ℃,包含(Ti,Zr)₂Si和Ti₂Ni相的区域逐渐消失,包含Ti₅Si₃和Ti₂Ni相的区域逐渐变厚,最终占据全部钎缝. 力学性能分析表明,随着钎焊温度的升高,接头抗剪强度先增大后降低. 当钎焊温度为960 ℃时,接头的抗剪强度能够达到峰值177 MPa. 在脆性Ti₂Ni相基体上弥散分布的Ti₅Si₃相颗粒破坏了Ti₂Ni相的连续性,阻碍了裂纹在钎缝内部的扩展是钎焊接头抗剪强度提升的根本原因.     

(Ti-50Cu)+Nb钎料钎焊Si/SiC复相陶瓷与殷钢

采用真空钎焊方法,以Ti50Cu+Nb钎料连接si/SiC复相陶瓷与殷钢.采用扫描电镜进行接头显微组织结构分析,并研究了Nb含量对接头力学性能的影响.结果表明:采用Ti50Cu+Nb钎料连接si/SiC复相陶瓷与殷钢,可获得连接良好、组织致密的接头,Nb含量40%(体积分数)、钎焊温度970℃、保温时间5 min时,接...     

TiAl/Ag-Cu/Ti/W-Cu钎焊接头的界面结构及连接机理

采用Ag-Cu/Ti叠层活性钎料实现了TiAl基合金与W-Cu合金的钎焊连接,获得了良好的钎焊接头。利用SEM,EDS等微观手段,分析了接头界面结构和元素分布情况,并探讨接头连接机理。研究结果表明:TiAl/AgCu/Ti/W-Cu典型界面微观结构为TiAl/Cu-Ti/Cu基固溶体+Ag基固溶体+Ag-Cu共晶/Cu-Ti+Cu基固溶体/WCu。TiAl侧的连接主要靠Cu-Ti反应层的生成,W-Cu侧主要为钎料中Ag向W-Cu中扩散形成的Cu基固溶体实现连接。     

Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头显微组织与力学性能

研究了Ag元素对Zn-Al钎料显微组织的影响,添加Ag元素能够细化Zn-Al钎料显微组织.结合钎焊接头力学性能、钎焊接头显微组织以及断口形貌,分析了Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头的断裂机理.在外力作用下,钎缝显微组织中脆硬的块状CuAl₂相与其周围组织难以实现同步协调变形,在CuAl₂相边缘容易产生应力集中,从而萌生裂纹源,这是Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头发生断裂的主要原因.添加Ag元素后,钎缝中块状CuAl₂相尺寸变小,应力集中倾向降低,对应的钎焊接头强度提高.当Ag元素添加量为3.3%(质量分数)时,钎焊接头强度达到最高,其对应的断口形貌中韧窝状形貌大而深.     

TiAl合金与C/SiC复合材料钎焊接头界面组织和性能

采用AgCu箔片对TiAl合金和C/SiC复合材料进行钎焊,研究了接头界面组织的形成及演化过程,分析了界面组织对接头性能的影响.结果表明,TiAl合金的溶解量对接头界面组织的影响较大,当钎焊温度为900℃,保温10 min时,TiAl侧观察到团块状AlCu2Ti相,并伴随少量的条状AlCuTi相和AlCu4相,靠近复合...     

TiAl/Ag-Cu-Ni-Li/35 CrMo感应钎焊接头的组织特征

利用扫描电镜、电子探针及能谱分析等方法,对TiAl／Ag-Cu-Ni-Li／35CrMo感应钎焊的接头组织进行了研究。结果表明,钎焊焊缝沿圆柱试件径向出现宽、窄两反应区：钎焊试件外侧为宽反应区,内侧为窄反应区．两区界线明显。900℃保温5min时的钎焊接头组织结构为：TiAl／TiAl与钎缝间的扩散层／富Ag、Cu相／Ti(Cu,Al)2相／富Ag相／AlM2Ti相(M代表Fe,Cu,Ni)／钎缝与35CrMo间的扩散层／35CrMo。靠近TiAl侧的反应层组织形态依次为等轴细晶和Ti(Cu,A1)2相柱状晶,Ti(Cu,Al)2相柱状晶与TiAl母材存在一定的位向关系。     

Co-Nb-Pd-Ni-V钎料真空钎焊Cf/SiC复合材料的接头组织与性能

采用自行设计的Co-Nb-Pd-Ni-V高温活性钎料对碳纤维增强碳化硅（C_f/SiC）复合材料进行钎焊连接,钎焊温度为1 200 ~ 1 320 ℃,钎焊时间固定为10 min. 结果表明,钎料中的V和Nb元素同时发挥反应活性,与C_f/SiC复合材料发生界面反应,在陶瓷界面形成了VC和NbC双层界面反应层. 当钎焊参数为1 280 ℃/10 min,典型的接头组织为（VC/NbC）双界面反应层/（Co,Ni）₂Si + CoSi + NbC + Pd₂Si/（NbC/VC）双界面反应层. 在此参数下获得的接头性能最佳,其中室温三点弯曲强度为61.0 MPa,在900和1 000 ℃下测得的强度均高于其室温强度,分别为83.2和87.7 MPa. 接头中的NbC和Pd₂Si高熔点物相弥散分布在钎缝内部,大大提高了接头的高温性能.     

Cu-Pd-V钎料真空钎焊Cf/SiBCN复合材料的界面组织与性能

利用Cu-Pd-V钎料对新型四元陶瓷基复合材料C_f/SiBCN进行了真空钎焊连接.利用座滴法研究了Cu-Pd-V钎料对C_f/SiBCN复合材料的动态润湿性.利用SEM和XRD对钎焊接头微观组织及断口物相进行了分析表征.结果表明,经1 170℃保温30 min后钎料在复合材料上的润湿角为57°.在1 170℃-10 min钎焊规范下,Cu-Pd-V钎料在C_f/SiBCN复合材料表面形成厚度约为1 μm的V （C,N）反应层,主要包括VC和VN化合物,钎缝中央为Cu₃Pd和CuPd两种固溶体相.接头的室温三点弯曲强度为58.1 MPa,当测试温度提高至600℃时接头强度上升至90.2 MPa,在700和800℃测试温度下钎焊接头强度呈下降趋势,但仍然可以维持在室温强度水平,分别为66.9和64.6 MPa.     

Cu75Pt钎料钎焊Ti60与TC4接头界面组织及性能

采用Cu75Pt钎料实现了Ti60钛合金与TC4钛合金的真空钎焊,采用SEM,EDS,XRD分析了钎焊接头显微结构.结果表明,接头典型组织结构为Ti60/Ti2Cu+α-Ti/Ti2Cu/Ti2Cu+Ti3Pt/Ti2Cu/Ti2Cu+α-Ti/TC4.对不同钎焊温度下获得的接头界面组织结构进行了分析,结果表明,随着钎...     

Microstructure and mechanical properties of the SiC/Nb joint brazed using AgCuTi+B4C composite filler metal

The residual stress is considered to be the driving force for the failure of ceramic/metal brazing joint. In this paper, the residual stress in a SiC/Nb joint is alleviated by using AgCuTi+B₄C composite brazing filler. SEM, EDS and XRD are applied to characterised the microstructure of the joint, which is determined to be SiC/Ti₃SiC₂/Ag(s,s)+Cu(s,s)+TiB+TiC/TiCu+ Nb(s,s)/Nb. The effects of the B₄C strengthening phase mass fraction and the brazing temperature on the microstructure and the mechanical properties of the joint are investigated. It is found that the reaction products between B₄C and the brazing filler (TiB whisker and TiC particles) uniformly distribute inside the joint if the mass fraction of the B₄C is not higher than 1.5 wt% and when the amount of B₄C reaches 2 wt%, the reaction products begin to agglomerate. With the rising of the brazing temperature, the thickness of the Ti₃SiC₂ reaction layer next to the ceramic increases and when the brazing temperature reaches 910 °C, another reaction layer of Ti₅Si₃ can be found adjacent to the Ti₃SiC₂ reaction layer. The strength of the joint first increases and then decreases with the increase of both the strengthening phase and the brazing temperature. The highest shear strength of the joint reaches 98 MPa when the joint is achieved at 890 °C using AgCuTi+1.5 wt%B₄C brazing filler.     

铜基钎料钎焊碳/碳复合材料的组织及强度

用铜基活性钎料对碳/碳复合材料进行了真空钎焊,并对接头的微观组织、形成机理和接头强度进行了试验研究.结果表明,使用铜基活性钎料可以实现碳/碳复合材料的连接,且在试验温度范围内,接头强度随钎焊温度升高呈上升趋势.观察发现,钎料与碳/碳复合材料钎焊接头存在一层较厚的过渡层,性质介于金属与碳/碳复合材料之间.获得这种过渡层对缓和焊接残余应力十分有利,剪切强度试验测试达21 MPa.     

铜基钎料钎焊SiC/Nb的接头组织及强度

为了连接SiC陶瓷与铌合金．用铜基钎料对SiC陶瓷与金属铌进行了钎焊,并对接头的微观组织、形成机理和高温强度进行了研究。结果表明,使用铜基钎料可以实现SiC陶瓷和铌合金的连接且在试验温度范围内。接头强度随钎焊温度升高呈上升趋势。通过扫描电子显微镜现察,钎料与SiC陶瓷钎焊接头明显分层,存在一层较厚的过渡层,性质介于金属与陶瓷之间。获得这种层状结构对缓和焊接残余应力十分有利,500℃下,三点弯曲强度试验测试达290MPa。     

Numerical simulation of iron/TiC ceramic tappet brazed with TiZrNiCu filler metal

1　INTRODUCTIONRecently ,withthedevelopmentofautoenginestothedirectionofhighspeedandpower ,theproper tiesofthetappetsusedinautoenginesbecomemoreandmoreimportant .Sohowtoimprovethewearre sistance ,fatigueresistanceandoilstorageofthetap petsbecomesamajorprojectintheautofield .Anewkindofcompoundtappetwasstudiedinthispaper .ItwasmadeofTiCceramic ,whichwasbrazedonthewearsurfaceofiron .ThiskindoftappetcanmakefulluseofgoodwearresistanceofTiCceramicandgoodtoughnessofmetal.Fig .1showsthemi crost…