爆炸焊接铝/不锈钢薄壁复合管界面的微观分析

采用扫描电镜、能谱仪和显微硬度计对爆炸焊接铝/不锈钢薄壁双金属复合管界面的显微组织、成分和硬度梯度进行了分析研究.结果表明,结合良好的薄壁铝/不锈钢复合管的结合区界面,是平直界面和平直至波形过渡的非稳态波形界面二者混合出现;元素在界面扩散主要是Fe,Cr,Ni元素向Al层内进行扩散,Al元素向不锈钢层内扩散量极少,界面附近不锈钢侧有明显硬化现象;由于热影响消除了铝层硬化现象,在Al侧出现的由超塑流变造成的组织变化,并没有从硬度分布表现出来;需要严格控制爆炸焊接静态参数,尽量减少Al-Fe化合物脆性相生成量.     

NiCuNbCr焊料Ti_3Al/GH4169合金氩弧焊接头的组织及性能

采用钨极氩弧焊方法,使用自行设计制备的NiCuNbCr合金作为焊料,实现Ti3Al基合金与GH4169高温合金异种材料之间的焊接。采用扫描电镜(SEM)及能谱分析(XEDS)等方法对接头横截面的微观组织进行分析。结果表明:GH4169/焊缝界面以及焊缝均主要由Ni元素的固溶体组成,其中固溶了Cu,Fe,Cr,Nb几种元素;而焊缝/Ti3Al界面分为3层组织,其相组成从Ti3Al母材到焊缝方向依次为:固溶了Ni和Cu元素的Ti2AlNb相、Al(Ni,Cu)2Ti金属间化合物及(Nb,Ti,Mo)固溶体;(Ni,Nb,Cr)及Ni(Cu,Ti)固溶体;Ni的固溶体,固溶元素为Cu,Nb和Cr。接头的平均室温抗拉强度为140.7MPa。拉伸试样断裂于被焊Ti3Al母材表面的扩散反应层,它主要由固溶了Ni和Cu元素的Ti2AlNb相与Al(Ni,Cu)2Ti金属间化合物组成,该界面是Ti3Al/GH4169接头的薄弱环节。     

TiVNbTa/Inconel 600扩散焊接头的组织与性能

鉴于TiVNbTa难熔高熵合金优异的耐蚀性和高温强度,针对其与高温合金复合使用的潜在应用前景,研究TiVNbTa和Inconel 600的扩散焊接性能。在850～1150℃条件下对二者进行了扩散焊研究,对850～1000℃下所得接头的微观组织进行了观察,对所有温度下所得接头的剪切强度进行了检测。研究结果表明,除850℃下所得接头只含一层富Ni界面层外,其余接头均具有“Inconel 600/镍基扩散层/富Cr层/富Ti层/富Ni层/TiVNbTaNi(Fe,Cr)扩散层/TiVNbTa RHEA”多层界面结构,其中富Ni层为具有菱方晶体结构的Ni₂Ti型金属间化合物,富Cr层为具有密排六方晶体结构的Cr₂X型Laves金属间化合物。950℃下所得接头具有最高剪切强度,其值为357 MPa,断裂主要发生在接头中具有Ni₂Ti型晶体结构的金属间化合物层,裂纹扩展穿过多层界面。接头界面形成机理分析结果表明,扩散焊过程中,Ti,V,Nb,Ta元素由RHEA侧向Inconel 600合金侧扩散,Ni,Fe,Cr元素由Inconel...     

ZrO2陶瓷与镍活性钎焊界面反应机理研究

本文研究了活性钎焊法连接ZrO2陶瓷和金属镍的界面反应机理,采用微观组织观察、力学性能测试等方法,确定钎焊接头元素分布及反应生成物,从而研究活性钎焊界面反应机理。实验采用rri活性剂,发现活性钎焊法钎焊ZrO2陶瓷和金属Ni,钎料两侧界面出现比较明显的化学反应层和物理润湿层。反应层为活性元素n的主要集中区域,由于受到了zr元素扩散的影响,Ti在陶瓷表面富集现象减弱,cu与Ti的共存现象说明其也是反应的参与元素,她主要集中在焊缝中部。物理润湿层主要是cu、Ni形成的固溶体,还夹杂有少量金属氧化物。x射线衍射分析结果显示反应层界面的主要产物包括cu、Ti和．Ti、船金属间化合物,Ti的氧化物和cu-Ti-0、Ni-Ti-0化合物。通过力学性能测试,在1060℃时接头剪切强度得到提高,达到124Mpa。     

超重力场反应连接制备TiB_2-TiC/1Cr18Ni9Ti和TiB_2-TiC/Ti-6Al-4V梯度复合材料

以1Cr18Ni9Ti、Ti-6Al-4V为金属基底,通过在B4C+Ti体系中引入CrO_3+Al铝热剂,调整反应体系绝热温度依次为3 193、3 282、3 290及3 473K,采用超重力场反应连接制备TiB_2-TiC/1Cr18Ni9Ti和TiB_2-TiC/Ti-6Al-4V梯度复合材料,发现随着反应绝热温度升高,陶瓷/金属界面区厚度不仅因金属熔深增加而增大,并且残存于界面上的Al_2O_3夹杂也随之增多。分别对B4C+Al体系与CrO_3+Al铝热剂进行配制、球磨活化、压制成坯并依次填料入坩埚后,发现残存于界面上的Al_2O_3夹杂完全消除,同时发现在TiB_2-TiC/1Cr18Ni9Ti界面上生成三维网络陶瓷/金属梯度复合结构,而在TiB_2-TiC/Ti-6Al-4V界面上形成跨尺度多层次梯度复合结构。     

0Cr18Ni10Ti不锈钢热浸镀铝及高温扩散后的高温氧化行为

为提高0Cr18Ni10Ti不锈钢的抗高温氧化能力,采用熔剂法在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备热浸镀铝层,并经950℃、2 h高温扩散。采用SEM、EDS对热浸镀铝高温扩散试样及不锈钢试样900℃氧化不同时间的表面、截面进行了形貌观察及成分分析。结果表明:镀铝高温扩散试样的氧化动力学曲线较平缓且氧化增重较小;0Cr18Ni10Ti不锈钢经900℃、100 h氧化后表面主要由Fe2O3组成,氧沿晶界向内扩散产生内氧化;镀铝高温扩散试样900℃氧化期间,表面主要由Al2O3氧化膜组成,有效地阻止了合金元素与氧的互扩散,Ni元素在Fe Al层与Al固溶层富集阻碍了Fe Al合金层Al向基体扩散,使镀铝高温扩散试样Fe Al合金层经900℃、100 h氧化后Al元素贫化量较少。镀铝高温扩散试样900℃、100 h下的抗氧化性能优于0Cr18Ni10Ti不锈钢。     

Ni-Cr/Ti/瓷界面反应机制

采用磁控溅射技术,在Ni-Cr合金表面溅射一层Ti薄膜作为中间层,研究了Ni-Cr/Ti/瓷界面组织结构,产物种类、分布及反应机制。结果表明:Ni-Cr/Ti/瓷界面反应复杂,界面处形成的新物相有Ti2Ni,AlTi3,TiO2,SnCr0.14OX,NiCr2O4和Cr2O3。高温烤瓷过程中,Ti与Ni以稳定的化合物Ti2Ni形式结合,同时Ti与陶瓷中Al2O3反应生成AlTi3化合物,与SnO2和SiO2发生置换反应生成TiO2,TiO2与陶瓷中氧化物结合,更好的实现了Ni-Cr合金与陶瓷的连接。     

Ti/Nb/Cu作缓冲层的TiC金属陶瓷/304不锈钢扩散连接

采用Ti/Nb/Cu复合中间层在连接温度为925℃、保温时间20min、焊接压力8MPa的条件下对TiC金属陶瓷和304不锈钢进行真空扩散连接。通过光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及X射线衍射(XRD)分析观察接头微观组织、断口形貌、反应界面元素分布、断面的物相组成。结果表明:在TiC金属陶瓷和304不锈钢之间形成一个明显的转变过渡区,界面反应产物主要为[Ti,Nb]固溶体+Ti+NbTi4,Nb和剩余Cu+[Cu,Fe]固溶体+Cr。接头抗剪强度达到84.6MPa,断裂发生在TiC和Ti之间的位于TiC上的扩散反应层上。Nb对接头残余应力的改善起到关键作用,界面强度高于因残余应力作用而弱化了的陶瓷基体强度。     

Cr、Ni元素对Fe3 Al/钢扩散焊界面组织结构的影响

采用扫描电镜和透射电镜分析比较了相同工艺条件下获得的Fe3 Al/Q235及Fe3 Al/Cr18-Ni8扩散焊界面的组织结构,研究了Cr、Ni元素对Fe3 Al/钢扩散焊界面组织结构的影响.研究表明:Cr、Ni的扩散有利于促进Fe3 Al与钢中Fe、A1元素的扩散结合,使Fe3 Al/Cr18-Ni8扩散焊界面过渡区的宽度较Fe3 Al/Q235界面过渡区大;并且Fe3 Al/Cr18-Ni8扩散焊界面过渡区新形成的Fe3 Al上弥散分布有含Cr、Ni的第二相,使Fe3A1出现了具有不同间距的位错对,甚至位错缠结现象,有利于提高Fe3 Al/钢扩散焊界面的结合强度.     

Ni60优化高铝青铜SAPS—感应重熔涂层组织结构的研究

采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体上制备Ni60/高铝青铜梯度涂层,并进行高频感应重熔处理。通过SEM、XRD等手段分析了感应重熔前后涂层的组织结构特征、相结构变化以及界面元素扩散情况。结果表明,超音速等离子喷涂层在基体/Ni60结合面处以机械咬合为主,在Ni60/高铝青铜涂层界面处有轻微熔结特性,形成了机械结合和轻微冶金结合的混合结合方式。感应重熔后,Ni60中间层分别与基体、高铝青铜涂层进行充分的双向扩散熔合。在Ni60和基体间形成结构致密、无孔隙的冶金扩散带,元素扩散迁移后不同元素呈现梯度或均匀分布形式。在Ni60和高铝青铜涂层之间分层界面基本消失,形成了完全的一体化涂层,涂层中元素扩散呈现梯度形式。     

Diffusion bonding behaviour of austenitic stainless steel containing titanium and alumina

A study has been conducted to identify the function of titanium in 1 Cr18Ni9Ti steel and the effects of fabrication temperature, pressure, time and other variables on the strengths of diffusion-bonded alumina-1Cr18Ni9Ti. At temperatures of 750 to 1200°C, 1Cr18Ni9Ti steel was successfully bonded to alumina, with a maximum tensile strength of 19MPa. By EPMA titanium segregated to the interface of the joint, in contrast to the failure of bonding of 1Cr18Ni9 steel and alumina under the same conditions. Titanium can reduce alumina with the reactants of TiO and compounds of titanium and aluminium thermochemical calculation. Thus it is indicated that titanium is an important go-between element for bonding metal to alumina.     

钛－镍－不锈钢接头中元素的扩散及其对性能的影响

采用纯镍作中间过渡金属，对钛合金ＴＣ４与不锈钢１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ扩散焊接头的结合性能进行了试验研究，利用电子探针测定了扩散层中元素的分布。结果表明，采用镍作中间过渡金属，可以获得钛合金与不锈钢的牢固连接，但在镍与钛之间还是形成了金属间化合物薄层，对接头的性能有较大的影响。     

双连续Si3N4/1Cr18Ni9Ti复合材料的制备和冲蚀性能

用凝胶注模和压力铸造两步法制备具有双连续结构的Si₃N₄/1Cr18Ni9Ti复合材料并分析其物相组成、宏观和微观结构,研究了材料的冲蚀率与攻角、流速、含沙量以及时间的关系。结果表明,与1Cr18Ni9Ti材料相比,Si₃N₄/1Cr18Ni9Ti复合材料具有双连续结构,界面结合良好;其冲蚀率随着攻角变化的幅度小,冲蚀率与流速之间的关系由1Cr18Ni9Ti材料的线性关系转变为指数关系(E∝V^0.67),且随着时间的延长冲蚀率降低;冲蚀率与含沙量之间的关系仍呈线性。具有双连续结构的Si₃N₄/1Cr18Ni9Ti复合材料,具有更加优异的耐冲蚀性能。     

The effect of interlayer metals on the strength of alumina ceramic and 1Cr18Ni9Ti stainless steel bonding

The effects of interlayers of molybdenum and copper on the strength of alumina ceramic and 1Cr18Ni9Ti stainless steel bonding with Ag₅₇Cu₃₈Ti₅ filler metal were investigated. The interfacial morphologies were observed and analysed by scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray (EDX) analysis, respectively. The joint strength was examined by shear tests. When using a molybdenum interlayer, the joint strength could be greatly improved because molybdenum not only reduced the interfacial residual stress, but also did not affect the interfacial reaction between the ceramic and the filler metal, and the maximum value was obtained when it was about 0.1 mm thick. When using copper as an interlayer, the joint strength was not increased but decreased, because copper reduced the activity of titanium in the filler metal, resulting in an insufficient interfacial reaction between the ceramic and the filler metal and the formation of poor interfacial adhesion. Therefore, in selecting an interlayer metal to reduce or avoid interfacial residual stress in joining ceramics to metals, in which the interfacial reaction of ceramic and filler metal is important to the joints, the interaction of interlayer metal and filler metal must be considered.     

含稀土1Cr18Ni9Ti不锈钢焊接接头耐腐蚀性能的电化学研究

通过焊条药皮向１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢焊缝中过渡稀土,用高温电化学方法研究了稀土对焊缝耐内蒙古天然碱苛化烧碱腐蚀性能的影响。结果表明：采用适量的焊条药皮配方和焊接工艺可使稀土元素过渡到焊缝金属中,适量稀土元素改变了不锈钢焊接接头阳极极化曲线的极化度,从而改善了不锈钢材料焊接接头的耐蚀性。     

Effect of Cr and Ni on diffusion bonding of Fe3Al with steel

Microstructure at the diffusion bonding interface between Fe₃Al and steel including Q235 low carbon steel and Cr18-Ni8 stainless steel was analysed and compared by means of scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The effect of Cr and Ni on microstructure at the Fe₃Al/steel diffusion bonding interface was discussed. The experimental results indicate that it is favourable for the diffusion of Cr and Ni at the interface to accelerate combination of Fe₃Al and steel during bonding. Therefore, the width of Fe₃Al/Cr18-Ni8 interface transition zone is more than that of Fe₃Al/Q235. And Fe₃Al dislocation couples with different distances, even dislocation net occurs at the Fe₃Al/Cr18-Ni8 interface because of the dispersive distribution of Cr and Ni in Fe₃Al phase.     

高性能梯度复合管制备及界面接合机理研究

本文研究了AlCrFe—FeCr—FeAl高性能梯度复合管中金属过渡层与金属基体接合界面组织结构，及其对力学性能的影响。结果表明：利用金属间化合物作为梯度过渡层，使得基体与内衬层形成牢固的冶金结合。使复合管的力学性能显著提高；同时，高硬度的金属过渡层与陶瓷层组成的双层复合结构，使得复合管的使用寿命显著延长。     

Changes in the structure of 1Cr18Ni9Ti steel held under load at elevated temperatures (650° C) in liquid medium

The structure of 1Cr18Ni9Ti steel specimens held for various periods of time under load in liquid lithium at elevated temperatures was studied. It was shown that various phenomena (precipitation of new phases, spheroidization of grains, recrystallization, intercrystalline corrosion) taking place under these conditions lead to changes in the mechanical properties. The relationship between the structure of 1Cr18Ni9Ti steel and its mechanical properties was analyzed.     

陶瓷与金属密封技术的研究

对1Cr18Ni9Ti不锈钢合金与陶瓷密封进行了分析,解释了陶瓷与金属封接时不能达到真空气密性的原因;同时提出并分析了增加陶瓷与金属密封的安全指标,降低封接成本,并保证密封质量的各种方法.