硬质合金与钢的热等静压扩散连接

研究了硬质合金ＹＧ１５Ｃ与４５~＃碳钢的热等静压扩散连接工艺，探讨厂连接温度、压力、保温保压时间、中间夹层及其厚度和连接残余热应力等对接合强度的影响．结果表明：热等静压扩散连接强度强烈依赖于连接温度，受控于连接后因ＹＧ１５Ｃ与４５~＃钢热膨胀失配而产生的残余热应力。采用镍箔作中间夹层可有效地减小残余热应力对连接的影响，显著提高接合强度．     

热等静压扩散焊制备耐磨层的组织与性能

采用热等静压粉-固连接工艺,研究了0Cr18Ni1oTi合金与Stellite6钴基粉末经热等静压扩散连接及热处理后,耐磨层的组织、力学性能及界面区元素扩散情况.结果表明,热等静压制备的耐磨层组织均匀,主要由Co、Cr3C2、Cr23C6和CrSi2等相组成;界面处W、Fe、Co、Ni和Cr等元素相互扩散,扩散区宽度为40 μm,形成了良好的冶金结合,其结合强度约为500 MPa;耐磨层硬度达到55 HRC以上.钴基耐磨层具有良好的耐磨性,热处理后,耐磨层材料的硬度及强度有所提高,XRD分析显示有CoWSi、CrSi2和C06 W6C相析出有利于提高材料的硬度.     

Be/CuCrZr热等静压扩散连接界面特性

采用热等静压（HIP）技术对Be与CuCrZr合金进行扩散连接,比较了不同HIP工艺下制备的Be／CuCrZr接头性能,观察了接头区域的微观组织。结果表明：在580℃,140MPa下Be与CuCrZr直接扩散连接以及采用Ti（Be上PVD镀层）／Cu（CuCrZr上PVD镀层）作过渡层的间接扩散连接均达到了较好的连接效果。材料组合及连接工艺参数等对Be与CuCrZr合金的扩散连接存在着明显的影响。表面采用Ti镀层的间接扩散连接在580℃时可有效阻止Be与Cu形成脆性相。经过580℃,2hHIP处理后,CuCrZr硬度可恢复至初始状态的77％。     

T91钢瞬时液相扩散连接工艺及组织

为了研究瞬时液相扩散连接脆性相的形成,用氩气保护、非晶箔BNi2、Fe78Si9813和FeNiSiCrB做中间层,对T91马氏体耐热钢进行了瞬时液相扩散连接试验,用电子显微镜观察了接头形貌,并分析了降熔元素分布情况和脆性相的形成.研究表明,瞬时液相扩散连接过程中,中间层中降熔元素的含量、等温凝固温度和等温时间对脆性相的形成都有很大的影响.     

电镀辅助热等静压扩散连接钨/钢接头的特征

采用电化学沉积技术在纯钨圆柱表面上电镀了厚度为10 μm的Ni镀层,再利用热等静压扩散连接方法制备可应用于核聚变堆部件的钨/钢圆柱体连接试样。热等静压扩散连接工艺参数设定为900 ℃/100 MPa/1 h。由组织和成分分析可知钨/钢扩散连接接头形成了良好的冶金结合,其接头抗拉伸强度约为236 MPa,但由于残余应力集中,钨/钢接头断裂失效发生在靠近连接界面的钨基体内。实验加入Cu作为软质中间层,通过蠕变或者屈服机制释放残余应力,使得钨/钢接头强度提高到312 MPa。同时分析了镀层的结合力和钨/钢连接接头界面的硬度分布。     

V/Nb复合中间层热等静压扩散连接钢/钨接头的组织与性能

采用V/Nb复合中间层成功实现了钢/钨热等静压扩散连接,并对高温低压(1 050 ℃, 20 MPa)和低温高压(950 ℃, 100 MPa)条件下形成的接头界面结构及连接强度进行了探究. 结果表明,高温低压组和低温高压组接头均呈W/Nb/V/钢四层结构,抗剪强度分别为96.9 MPa和104.2 MPa,断裂位置均为无明显化学反应发生在Nb/V界面. 与高温低压组相比,降低连接温度并提高连接压强在一定程度上有助于形成高致密度的连接接头,但不能促进薄弱界面(Nb/V)的元素扩散并显著提高接头的连接强度.     

316L不锈钢/T2紫铜热等静压扩散连接接头的微观组织与力学性能

采用热等静压(hot isostatic pressing,HIP)工艺对棒材316L不锈钢/T2紫铜进行连接,分析连接界面微观组织和力学性能.结果表明,在塑性变形和扩散反应的连接机制下,异种金属连接接头结合良好,两侧基体元素发生了明显的互扩散,最终形成了3.9μm厚的扩散层,扩散层分为两侧的扩散影响区(diffusion affected zone,DAZ)和中间反应层(reaction layer,RL),扩散层及其附近的T2紫铜侧有树枝状的γ-Fe相、条状α(Cu, Ni)相和不规则块状富Cr相析出.硬度试验结果表明,连接接头硬度要高于较弱T2紫铜母材,接头平均硬度为94 HV0.1,未出现硬度突变的现象,表明接头没有脆性金属间化合物生成,拉伸试验最终在T2紫铜母材断裂,断裂机制为韧性断裂,最大抗拉强度为165 MPa,接头及其附近析出相的弥散分布形成了第二相强化机制,阻碍位错的运动,最终使得连接接头具有较高的硬度和较好的结合强度.     

热等静压扩散连接CuAgZn/GH909接头组织及力学性能

通过热等静压-扩散连接工艺直接连接CuAgZn和GH909,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)观察接头的显微组织和成分,并通过测试显微硬度和剪切强度研究接头的力学性能.结果表明,CuAgZn/GH909结合界面紧密完整,接头密实、均匀,无未连接的缺陷.接头的最大显微硬度为HV 443,高于...     

不锈钢分层实体扩散焊制造中的变形控制

应用真空扩散焊工艺,采用层板不锈钢作造型,进行分层实体制造。结果表明,扩散焊分层实体制造中,容易发生多种变形缺陷。控制焊接温度为850℃,保证70%左右的焊合率,可以在整体上体现实体块材的力学性能,进而抑制宏观热变形;同时,又可以抑制过高焊接温度所带来的升温热变形积累,从而减小表面塌陷变形或断裂。控制焊接压力为2MPa,可以在保证焊合率的基础上,抑制错边缺陷,并避免在过大压力下的实体伸长变形量超差;焊后使用5MPa冲击顶锻压力,可以在一定程度上释放焊后残余热应力,并进而抑制宏观变形量。     

等通道挤压大变形条件下原子的快速扩散行为研究

采用等通道挤压(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)作为大变形手段,通过Ag-Pb互不相溶体系在ECAP和平衡态两种条件下原子扩散行为的对比,研究大变形条件下原子扩散行为。结果表明,ECAP条件下原子的热激活扩散系数高出平衡态1～2个数量级,揭示了大变形条件下原子快速扩散行为的存在。     

复合阻隔法的阻隔效应原理及其在扩散连接中的应用

以TiAl金属间化合物增压涡轮与 4 0Cr钢轴的扩散连接为背景 ,提出了复合阻隔法扩散连接工艺 ,并探讨了阻隔效应原理 ,建立了从材料的扩散连接性角度出发的原子半径、原子电负性阻隔层选择原则。利用本文的扩散连接阻隔效应原理 ,确定了TiAl金属间化合物增压涡轮与 4 0Cr钢轴的扩散连接复合阻隔层为Ti/V/Cu ,由此得到的扩散连接接头在V/Cu及Cu/ 4 0Cr的连接界面处出现了对连接性能有利的无限固溶体层 ,在TiAl/Ti的接触面上生成了能够强化接头强度的Ti3 Al TiAl双相层和Ti的固溶体层 ,与TiAl/ 4 0Cr直接扩散连接相比 ,Ti/V/Cu复合阻隔层的加入 ,避免了在TiAl/4 0Cr的接触面上TiC、Ti3 Al、FeAl、FeAl2 金属间化合物脆性相的产生 ,接头强度高达4 2 0MPa ,因此利用本文的阻隔效应原理可以很好地进行复合阻隔层的选择     

瞬间液相扩散连接模型及发展现状

瞬间液相扩散连接（TLP-DB）方法以其独有的性能优势，在先进材料连接领域得到广泛的重视和应用。综述了瞬间液相扩散焊中接触熔化、液相均匀化、等温凝固以及固相成分均匀化阶段的理论模型及发展状况．并对现有模型进行了分析和讨论。     

钼与石墨的扩散焊接

研究了直接扩散焊接时接头的组织与性能，并研究了不同中间层材料以及不同中间层形态对接头组织和性能的影响。结果表明：直接扩散焊接时由于接头的形成伴随着硬脆碳化物反应层的生成而使接头强度降低。加入中间层，尤其是以镍为中间层时，由于接头中不形成硬脆反应层而具有较高的强度，其剪切强度达到甚至超过石墨本身的剪切强度。中间层形态对接头组织状态及性能有影响。     

扩散连接接头行为数值模拟的发展现状

扩散连接技术是一门边缘科学,涉及材料、扩散、相变、界面反应、接头应力应变等各种行为,工艺参数多,虽然已经进行了大量的试验研究,但却对各种材料的连接机理尚未有明确的认识,为此人们试图借助于计算技术,对接头行为进行数值模拟,以便找到共同规律,对扩散连接过程及质量进行预测与实时控制。本文主要内容就是概括地介绍了国内外关于扩散连接接头行为数值模拟的发展现状;主要包括界面孔洞消失过程、接头元素扩散与反应层的形成、接头变形与应力行为的数值模拟,以使人们能够定性或半定量的分析扩散连接因素对接头性能的影响。     

镁/铝层状复合材料的扩散连接制备及界面特性

采用扩散连接制备了镁/铝层状复合材料,进而采用热处理改善界面结合性能,最后利用纳米压痕技术初步研究了复合材料的界面结合状况。结果表明,采用400℃/30MPa/10min、400℃/40MPa/10min和400℃/30MPa/20min3种条件均可获得连接较好的层状复合材料,但400℃/30MPa/10min条件下扩散层不明显;利用热处理可以改善界面结合状况,对于扩散层明显的复合材料,热处理可以大大增加扩散层厚度;扩散层的纳米硬度比基体高约3倍,弹性模量介于镁合金的与铝合金的之间。     

"相变-扩散钎焊(T/DB)"新工艺及其接头界面形貌

为减小相变超塑性扩散连接的循环次数,提出了一种新型焊接工艺"相变-液相扩散焊(T/DB)",即在待焊母材间预先放入液相扩散焊用的中间层,然后按传统相变超塑性扩散连接工艺施焊,但要求温度循环的峰值温度须同时大于母材的相变点与中间层的熔点.试验以低碳钢为母材,以镍基非晶箔带(BNi2)为中间层,进行了低碳钢的相变-扩散钎焊(循环3次)与液相扩散焊接(1200℃×3 min)的对比试验.结果表明相变-液相扩散焊所需温度循环次数少,接头无界面空洞,其接合线呈非平面状;而液相扩散焊接头的接合线较平直.分析认为,界面的起伏是母材的适度溶解与超塑性流变共同作用的结果;非平面状界面有利于增大金属-金属接触面积及扩散通道的面积,为获得合格接头做出了相应贡献.     

YG8与TA15真空扩散焊

采用ANSYS软件对YG8与TA15真空扩散焊接头残余热应力进行三维瞬态有限元数值模拟，验证了Cu作为中间层材料在缓解YG8／TA15接头热应力方面的作用。在焊接温度为860℃与880℃，压力为5MPa，扩散焊时间为60min的条件下，进行YG8与TA15的真空扩散焊，分析了YG8与TA15连接界面的微观组织形貌。结果表明，YG8／Cu界面呈一条深色曲线，结合良好；而TA15／Cu界面生成呈层状分布的脆性Ti-Cu金属间化合物，将会影响到接头的整体性能，故对其在结合界面的体积与分布状态必须予以控制。     

Superplasticity and Diffusion Bonding of IN718 Superalloy

The superplasticity and diffusion bonding of IN718 superalloy were studied in this article. The strain rate sensitivity index m was obtained at different temperatures and various initial strain rates using the tensile speed mutation method; m reached its maximum value 0.53 at an initial strain rate of 1×10-4s-1 at 1253K. The diffusion bonding parameters, including the bonding temperature T, pressure p, and time t, affected the mechanism of joints. When the bonded specimen with 25μm thick nickel foil interlayer was tensile at room temperature, the shear fracture of the joints with nickel foil interlayer took place at the IN718 part. Microstructure study was carried out with the bonded samples. The microstructure shows an excellent bonding at the interfaces. The optimum parameters for the diffusion bonding are: T = 1273-1323K, p = 20-30MPa, t = 45-60min.     

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     

Ti-Cu扩散连接研究现状

概括的介绍了国内外关于Ti-Cu真空扩散连接的工艺与机理研究现状,对目前的两种扩散连接方法即固相直接扩散连接和加中间层的扩散连接做了简介,论述了扩散层强度和厚度与连接温度、保温时间以及扩散压力之间的关系,并探讨了原子扩散连接机理.最后展望了Ti-Cu真空扩散连接工艺的发展趋势和扩散连接机理的研究方向.