TiAl/V/Cu/40Cr钢扩散连接界面组织结构对接头强度的影响

扩散连接界面组织结构是影响连接性能的关键因素，不同的界面组织结构及生成相所决定的接合强度不同，研究了TiAl/V/Cu/40Cr钢的扩散连接，结果显示，在V/Cu及Cu/40Cr的连接界面处出现了对连接性能有利的无限固溶体层，而在TiAl/V界面处有金属间化合物层出现，接头全部断裂于TiAl/V界面处，TiAl/V界面生成的金属间化合物V5Al8脆性相严重弱化了接头性能，使接头强度仅为200MPa。     

TiAl/40Cr扩散连接接头的界面结构及相成长

在 1173～ 1373K、0 .3～ 5 .4ks的接合条件下对TiAl金属间化合物与 4 0Cr钢进行了真空扩散连接。采用扫描电镜 (SEM )、电子探针微区成分分析 (EPMA)、X射线衍射分析 (XRD)等方法确定了反应相的种类和界面结构。研究结果表明 ,在 1373K的接合温度下 ,TiAl/ 4 0Cr接头生成了TiC ,Ti3 Al,FeAl和FeAl2 4种反应相 ,形成了 3个反应层 ,界面结构为TiAl/Ti3 Al+FeAl+FeAl2 /TiC/脱碳层 / 4 0Cr钢。界面总反应层的厚度随接合温度和接合时间按抛物线方程成长 ,成长的活化能Q为 2 11.9kJ/mol,成长常数k0 为 4 .6× 10 -5m2 /s。当脆性反应层厚度为 3μm时 ,TiAl/ 4 0Cr钢接头的室温拉伸强度达到 183MPa的最大值。     

TiAl基合金与40Cr钢扩散连接的界面结构及接合强度

用真空扩散连接的方法对Ｔｉａｉ／４０Ｃｒ钢进行了扩散连接。结果表明,在ＴｉＡＩ／４０Ｃｒ钢接头的界面处中出现了三个扩散层,它们分别是：邻接ＴｉＡＩ侧的ＴｉＡＩ＋ＦｅＡＩ＋ＦｅＡＩ２金属间化合物混合层,中间的ＴｉＣ层,靠近４０Ｃｒ钢侧的脱碳固溶层;并且随着焊接温度的提高,保温时间的延长,三个扩散层的厚度均显著增大。力学性能测试表明,ＴｉＡＩ／４０Ｃｒ扩散连接接头的拉伸强度很低,断口为脆性断裂,主要断裂在界面层中的ＴｉＣ处。为了获得结合较好拉的伸强度较高的ＴｉＡＩ／４０Ｃｒ钢扩散连接接头,宜采用高温短时规范,以达到控制及减少脆性相及金属间化合物的目的。     

SiC/TiAl扩散连接接头的界面结构及连接强度

对常压烧结的ＳｉＣ陶瓷与ＴｉＡｌ金属间化合物进行了真空扩散连接。采用扫描电镜、电子和Ｘ射线衍射分析等确定了反应产物的种类和接头的界面结构,并用拉剪试验评价了接头的连接强度。研究结果表明：ＳｉＣ与ＴｉＡｌ扩散连接中生成了ＴｉＡｌ２、ＴｉＣ和Ｔ５Ｓｉ３Ｃｘ三种上,接头的界面结构为ＳｉＣ／ＴｉＣ／（ＴｉＣ＋Ｔｉ５Ｓｉ３Ｃｘ）／ＴｉＡｌ。在１５７３Ｋ和１．８ｋｓ的连接条件下,接头室温剪强度达到２４０ＭＰａ     

TiAl/40Cr的扩散钎焊

采用AgCuTi作中间层的扩散钎焊方法，实现了TiAl基合金与40Cr钢的异质连接；并用扫描电镜、电子探针扫描、X射线能谱等手段，对其接头组织、原子互扩散行为和界面反应等进行了分析研究。结果表明，界面原子间的范德华尔兹力、冶金结合、机械咬合以及界面反应是实现TiAl/AgCuTi/40Cr接头连接和获得优良接头强度的原因。     

TiAl/Ti/Nb/GH99扩散连接接头的界面组织结构及接头强度

采用Ti/Nb复合中间层对TiAl与镍基高温合金(GH99)进行扩散连接.采用扫描电镜、电子探针和X射线衍射等手段对连接接头的生成相及界面组织结构进行分析,采用抗剪强度测试对接头的连接强度进行评价.结果表明,GH99/Nb/Ti/TiAl的典型界面结构为GH99/(Ni,Cr)ss/Ni3Nb/Ni6Nb7/Nb/(Ti,Nb)ss/α-Ti+(Ti,Nb)ss/Ti3Al/TiAl.当连接温度为900℃,连接时间为30 min,连接压力为20 MPa时,所得接头抗剪强度最高为273.8 MPa.随着连接温度的升高,界面组织结构及反应层厚度发生变化.当连接温度T>900℃时,界面处生成对接头强度有不利影响的Ni6Nb7反应层;根据试验结果,进一步分析了各反应层的形成过程,揭示了GH99/Nb和Nb/Ti/TiAl的界面扩散反应机制.     

Ti/Cu/Ti复合中间层扩散连接TiC-Al2O3/W18Cr4V接头组织分析

通过添加Ti/Cu/Ti复合中间层,控制加热温度1 130 ℃,保温1 h,连接压力15 MPa,实现陶瓷基复合材料TiC-Al2O3 与高速钢W18Cr4V的真空扩散连接,TiC-Al2O3/W18Cr4V接头抗剪强度达103 MPa.采用扫描电镜、X射线衍射、电子探针等测试方法分析了TiC-Al2O3/W18Cr4V扩散连接接头的微观组织结构和显微硬度分布.结果表明,Ti/Cu/Ti复合中间层与两侧基体TiC-Al2O3和W18Cr4V发生扩散结合,形成均匀致密、宽度为90 μm的扩散过渡区,过渡区显微硬度从3 400 HM逐渐降低到1 000 HM,形成的相结构主要有Ti3Al, CuTi2, Cu和TiC.     

液-固扩散焊复合连接Ti(C,N)与40Cr的界面行为与接头强度

通过预置Ti/Cu非对称中间层对Ti(C,N)基金属陶瓷与40Cr钢进行了液-固扩散焊复合连接试验,重点研究了界面组织、接头强度及其影响因素.结果表明,通过预置Ti/Cu非对称中间层液-固扩散焊,能够分别实现Ti(C,N)基金属陶瓷与铜箔,以及铜箔与40Cr钢之间的冶金结合;Ti(C,N)基金属陶瓷界面物相呈梯度分布,形成Ti(C,N)基金属陶瓷/TiAl₂/Ti₂Cu/TiCu/铜箔结构;Ti(C,N)基金属陶瓷一侧靠近界面区域存在较大的焊接残余拉应力,以及脆弱的TiAl₂金属间化合物层,是制约焊接接头强度的关键因素;单纯以铜箔为中间层,采用常规固相扩散焊连接Ti(C,N)基金属陶瓷,即使在加热温度1223 K、压力20 MPa条件下,也难以实现Ti(C,N)基金属陶瓷与铜箔的有效连接.     

SiC陶瓷与TiAl基合金扩散连接接头的强度及断裂路径

进行了ＳｉＣ陶瓷与ＴｉＡｌ基合金（ＴＡＤ）的真空扩散连接,给出了接头的剪切强度,并采用ＳＥＭ、ＥＰＭＡ和ＸＲＤ分析了接头的断裂路径。结果表明,在１５７３Ｋ和０．３～２８．８ｋｓ的连接条件下,当连接时间较短时接头强度较高,如室温时为２４０ＭＰＡ,高温（９７３Ｋ）时为２３０ＭＰａ接头在（Ｔｉ５Ｓｉ３Ｃｘ＋ＴｉＣ）／ＴＤＡ界面处断裂。随着连接时间的增加,接头强度降低频接头的断裂路径也由造近ＴＡＤ的（Ｔｉ     

Ti(C,N)与40Cr的液-固扩散复合连接的研究

采用Cu箔与Ag-Cu-Ti3钎料在880℃、10 MPa及不同保温时间下对Ti(C,N)基金属陶瓷/40Cr钢进行真空扩散连接,利用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪对不同保温时间下接头及其断面微观组织进行了分析。结果表明:随保温时间的延长,接头中金属间化合物因向周围组织扩散而逐渐减少,当保温时间延长至60 min时,接头组织主要为Cu基固溶体;接头断面由近陶瓷侧焊缝区有块状Ti-Cu化合物分布处启裂,并向周围组织扩展,最后跨过界面直至陶瓷基体。     

EFFECT OF INTERFACIAL THERMAL MISMATCH ON INTERFACIAL STRENGTH OF COMPOSITES

ＥＦＦＥＣＴＯＦＩＮＴＥＲＦＡＣＩＡＬＴＨＥＲＭＡＬＭＩＳＭＡＴＣＨＯＮＩＮＴＥＲＦＡＣＩＡＬＳＴＲＥＮＧＴＨＯＦＣＯＭＰＯＳＩＴＥＳ①ＬｉｕＲｕｏｙｕＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｅｉｊｎｇ１００...     

DIFFUSION BONDING OF TiAl TO Ti AND TC4 ALLOY

1.~nonInrecentyears,considerableinteresthasdevelopedinTiAlbasealloysbecauseOfuniqUepropertiesasattractivematerialsforhigh--temperaturestmcturalaPPlication.TheeffectiveutilizationofTiAlalloysneedstodevelopreliablejoiningtechniqUes,especiallyjoiningtechniquesofTiAltoothermaterials.TheweldabilitiesofTialbasealloyusingfusionweldinghavebeeninvestigatedandweldcrackinghasbeenobserved.ThatsuggeststhatfusionweldingseemstobedifficultforweldingPOorductilematerialsliketitedumaldrini...[IJ.Dissidril…     

Si_3N_4/Ti/Ni/Ti/Si_3N_4部分瞬间液相连接接头的强度与断裂

在温度为１２７３ ～１４２３ Ｋ、时间为０ ．９ ～７ ．２ ｋｓ 和０ ．１ ＭＰａ 压应力的条件下进行了Ｓｉ３Ｎ４／Ｔｉ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｓｉ３Ｎ４ 的部分瞬间液相连接, 结合ＳＥＭ, ＥＤＳ 和ＸＲＤ 测试结果, 分析了连接温度和时间对接头常温四点弯曲强度和断裂方式的影响。通过用反应层厚度来表征界面强度, 用σＲｅｓθｍａｘ 来评价近界面陶瓷断裂, 用σＲｅｓθ＝ ０ 来评价界面断裂, 建立了界面强度、陶瓷强度和残余应力与接头强度和三种断裂类型的关系模型。     

MECHANICAL ANALYSIS AND NUMERICAL CALCULATION OF BONDING STRENGTH MEASUREMENT BY INTERFACIAL INDENTATION METHOD

ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳＡＮＤＮＵＭＥＲＩＣＡＬＣＡＬＣＵＬＡＴＩＯＮＯＦＢＯＮＤＩＮＧＳＴＲＥＮＧＴＨＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＢＹＩＮＴＥＲＦＡＣＩＡＬＩＮＤＥＮＴＡＴＩＯＮＭＥＴＨＯＤ①ＹｉＭａｏｚｈｏｎｇ１,ＨｕａｎｇＢａｉｙｕｎ１,...     

INTERFACIAL ATOMIC-REACTION MODEL FOR DIFFUSION BONDING OF METALS

According to probability theory and atomic activation on bonding interface of metals,a mathematical model was developed for the atomic interfacial reaction during diffusionbonding.The effect of parameters of bonding processing and material on the bondingstrength was then gained.It was suggested that the activation centre of atomic interfacialreaction of bonding may be,in situ,the boundary dislocation and its elastic stress field.A substantial agreement about the quantitative prediction of the model was made withthe results of diffusion bonding experiments for 7075Al alloy     

脉冲电压幅值对等离子体化学气相沉积TiN薄膜膜基结合行为的影响

用工业型脉冲等离子体化学（ＰＣＶＤ）设备。在高速钢（Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ）和钴基硬质合金ＳＣ３０基材表面沉积了ＴｉＮ薄膜,用扫描电镜（ＳＥＭ）和连续加载压入仪研究了脉冲电压幅值对膜基结合行为的影响,结果表明：随脉冲电压在５５０－７５０Ｖ之间逐渐增大,ＴｉＮ晶粒增大,膜层脆性增加,沉积速率提高。但膜层结合力下降：在６５０Ｖ以下膜基界面有一伪扩散层出现,通过６５０Ｖ后伪散层消失,这是改善膜基结合行为的关键因