DZ40M钴基合金钎焊接头微观组织及性能研究

研究了DZ40M定向凝固钴基高温合金的钎焊行为,利用SEM/EDS对钎焊接头的微观组织形貌和物相组成进行了分析,并测试了接头的高温拉伸强度与高温持久寿命。结果表明,接头中间的钎缝组织主要由镍基固溶体与白色条状富W硼化物组成,靠近母材的元素扩散区主要由母材基体和分布在其中的块状硼化物组成,钎缝组织和元素扩散区之间的界面连接区主要由Ni-Co固溶体、灰色块状富Cr硼化物与弥散分布的富Co相组成。对接头的性能测试发现,在980℃下不同钎缝间隙的接头抗拉强度变化不大,抗拉强度约为150 MPa;而在980℃加载66 MPa条件下高温持久寿命随着钎缝间隙的增大而下降。高温持久寿命与钎焊中的硼化物析出相尺寸和含量有关,尺寸越大,含量越高,接头的高温持久寿命越低。     

K417G高温合金大间隙钎焊的组织演变与性能的研究

采用低熔点的含硼镍基合金粉末与高熔点镍基合金粉末的混合粉末作为钎料,在真空热压炉中对K417G镍基高温合金进行大间隙钎焊连接。研究了钎料成分对接头显微组织演变规律的影响,分析了接头的强化机制。结果表明,提高钎料中高熔点合金粉的含量,可有效减少焊缝中硼化物的形成量,提高焊缝组织均匀性。当钎料中高熔点合金粉含量为95 wt.%时,硼元素扩散均匀,获得弥散分布的颗粒状的M3B2 型硼化物,接头的室温和600 °C抗拉强度为971 MPa和934 MPa,达到了母材的强度。此外,原位析出于接头界面处的细小弥散碳硼化物M23(C,B)6与基体的共格关系是实现高质量大间隙钎焊连接的重要因素。     

K417G高温合金大间隙钎焊的组织演变与性能研究

采用低熔点的含硼镍基合金粉末与高熔点镍基合金粉末的混合粉末作为钎料,在真空热压炉中对K417G镍基高温合金进行大间隙钎焊连接。研究了钎料成分对接头显微组织演变规律的影响,分析了接头的强化机制。结果表明,提高钎料中高熔点合金粉的含量,可有效减少焊缝中硼化物的形成量,提高焊缝组织均匀性。当钎料中高熔点合金粉含量为95%(质量分数)时,硼元素扩散均匀,获得弥散分布的颗粒状的M_3B_2型硼化物,接头的室温和600℃时的抗拉强度分别为971和934 MPa,达到了母材的强度。此外,原位析出于接头界面处的细小弥散碳硼化物M_(23)(C, B)6与基体的共格关系是实现高质量大间隙钎焊连接的重要因素。     

TiAl基合金与Ni基合金钎焊连接接头界面组织及性能

采用BNi2钎料实现了TiAl基合金与Ni基高温合金的钎焊。采用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等手段对钎焊接头的界面组织结构及生成相进行分析,并对接头的抗剪强度进行测试。结果表明,钎焊接头的典型界面结构为：GH99/(Ni)ss (γ)+Ni3B+CrB+富Ti-硼化物/TiNi2Al/TiNiAl+Ti3Al/TiAl;随着钎焊温度的升高或保温时间的延长,较多的B和Si元素扩散进入两侧母材,导致钎缝中硼化物数量减少,而TiAl/钎缝界面的TiNi2Al和TiNiAl+Ti3Al金属间化合物层厚度增加;当钎焊温度为1050 ℃,保温时间为5 min时,接头的抗剪强度达到最大为205 MPa,接头主要断裂于TiNiAl金属间化合物层。当钎焊温度升高或保温时间继续延长时,TiNiAl厚度显著增加,导致接头强度下降     

取向偏差对镍基单晶高温合金钎焊接头组织与力学性能的影响

采用一种镍基合金钎料在1210℃、30 min条件下对0°+0°、0°+45°及0°+90°3种[001]取向偏差的CMSX-4单晶高温合金进行真空钎焊连接及时效热处理,研究热处理前后母材取向偏差对接头微观组织与力学性能的影响。结果表明,3种取向偏差接头的钎料合金区微观组织与相组成相似,均由γ-Ni、γ′、γ+γ′共晶、M_3B_2型硼化物、CrB、镍硅化合物以及γ-Ni+Ni_3B+CrB三元共晶相组成。钎料中的降熔元素B向母材扩散不明显,接头的扩散影响区未见脆性化合物相析出。接头经过热处理后,元素扩散均匀,脆性的化合物相减少。当焊缝两侧的母材存在取向偏差时,焊缝中心处可观察到连续的晶界。对3种取向偏差钎焊接头进行室温与高温拉伸性能测试可知,母材取向偏差对未热处理的钎焊接头的室温和高温拉伸性能无显著影响,但经过热处理后,母材取向偏差对接头的室温与高温强度影响较大。断口观察发现,断裂位置均为钎料合金区,而经过热处理后的取向偏差接头,裂纹在焊缝中心的晶界处萌生并扩展,导致断裂。     

DD5单晶高温合金大间隙钎焊的组织演变与界面形成机制

采用新型Ni-Co-Cr-W-B+DD99混合粉末钎料焊接DD5单晶高温合金,分析钎料成分对接头显微组织演变和接头力学性能的影响,探讨Ni-Co-Cr-W-B钎料/DD99合金粉的界面形成机制与接头形成机理.结果表明,在钎焊过程中,Ni-Co-CrW-B钎料/DD99合金粉的界面上首先形成了g-Ni初生相,B偏析并析出细小颗粒状的M3B2型硼化物,在冷却过程中残余液相形成块状M3B2相、g+g′共晶相和g-Ni+Ni3B+Cr B共晶相.提高混合粉末钎料中DD99合金粉的配比,可有效抑制焊缝中的硼化物和低熔点共晶相的形成,提高焊缝成分和组织均匀性.当DD99合金粉的配比增加至70%(质量分数)时,B可均匀扩散至DD5母材和DD99合金粉中,未观察到低熔点共晶相,界面处脆性化合物相显著减少,接头高温性能提高.接头经过固溶处理和时效处理后,在870℃的高温拉伸性能可提高至1010 MPa.     

K480镍基高温合金钎焊接头组织与性能

采用Ni-Nb-W-Co-Cr-Al钎料对K480高温合金进行真空钎焊,通过扫描电镜和能谱分析研究了钎焊接头微观组织和钎焊保温时间对微观组织的影响,通过拉伸试验机研究了钎焊接头高温拉伸性能的变化规律。结果表明,在1 220℃×15 min镍基钎料可与高温合金粉末发生冶金反应生成致密完整的钎焊接头。钎焊接头主要由高温合金粉末颗粒、γ+γ′共晶相、含Si硼化物相和富Nb的Ni₃Si相组成。与此同时,钎料中的Nb, W等元素向母材发生扩散生成（Nb, Ti）C和（Mo, W,Cr, Ni）₃B₂相。随着钎焊保温时间延长,合金粉末颗粒不断长大,接头中脆性化合物总量减少,含Si的硼化物逐渐由块状、条状转变为骨架状（Mo, W,Cr, Ni）₃B₂相,保温时间超过1 h,接头内出现大尺寸孔洞缺陷。保温时间为15 min时可获得最佳的接头性能,980℃高温拉伸强度为585 MPa,达到母材性能的90%以上。保温时间超过1 h后,钎焊接头高温拉伸性能出现下降趋势,其原因主要是由于（Mo, W,...     

BNi68CrWB钎焊GH648/K42异种高温合金接头的组织与性能

采用BNi68CrWB钎料粉末对K24和GH648异种高温合金进行钎焊连接,分析了钎焊温度、保温时间、装配间隙等钎焊工艺参数对接头组织和性能的影响规律.结果表明,在钎焊接头可观察到三个特征组织区域:共晶区、等温凝固区和扩散区;钎焊温度过高,接头内部W-Cr-Ni脆性相增多,接头性能下降.保温时间延长可以促进钎料与母材之间元素的扩散,有利于获得均匀的固溶体组织,接头强度提高,但时间过长,性能略有下降.钎焊间隙在0.05~0.15 mm范围,钎焊温度1 150℃,保温时间30 min所得接头性能较高,约600 MPa.     

钎焊保温时间对GH738与GH4169镍基合金真空钎焊接头组织性能的影响

用镍基钎料钎焊镍基合金时钎焊保温时间对钎缝易产生金属间化合物、晶界渗入脆化现象有重要影响,因此采用5、15和45min三种钎焊保温时间对镍基合金进行真空钎焊试验,通过光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪及硬度计等研究了三种钎焊保温时间下钎焊接头微观组织、成分及显微硬度分布等内容。结果表明,随着钎焊保温时间的延长,接头钎料与母材之间的元素扩散越充分,当钎焊保温时间为45min时,接头组织大部分为固溶体。     

BNi-2真空钎焊0Cr18Ni9不锈钢钎缝组织及相变机理研究

采用BNi-2镍基膏状钎料,在1 050℃/10 min工艺条件下,对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢进行真空钎焊,并通过光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪等对钎焊接头界面的显微组织、钎缝内元素分布及物相结构进行测试。结果表明,钎缝区组织由γ-Ni基固溶体和金属化合物Cr_2B等构成。随着钎焊温度升高,钎料中B、Si元素向母材扩散愈充分,在奥氏体界面处沿晶析出Cr_2B等硼化物。     

Cu-P基非晶钎料钎焊机理

采用CuP7．7Sn5．4Nil4Si0．2Zr0．04晶态与非晶钎料钎焊紫铜,通过微观手段对比分析了钎焊温度和保温时间对晶态与非晶态钎料钎焊接头成分和组织的影响．结果表明,CuP7．7Sn5．4Nil4Si0．2Zr0．04非晶钎料钎焊接头由界面区、扩散区以及钎缝中心区组成;随钎焊温度提高或保温时间增加,晶态钎料和非...     

TC4/Ti60合金钎焊接头界面组织及力学性能

采用TiZrNiCu非晶钎料实现了TC4和Ti60异种钛合金的真空钎焊连接,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等分析手段研究了钎焊工艺参数对接头界面组织结构及力学性能的影响. 结果表明,TC4/TiZrNiCu/Ti60钎焊接头的典型界面结构为:TC4/α-Ti+β-Ti+(Ti,Zr)2(Ni,Cu)/Ti60. 随着钎焊温度升高或保温时间延长,片层状α+β相逐渐填充整条钎缝,(Ti,Zr)2(Ni,Cu)相含量减少且分布更加均匀. 接头室温抗拉强度随钎焊温度或保温时间的增加均先增大后减小,在990 ℃/10 min钎焊条件下所获接头抗拉强度达到最大为535.3 MPa. 断口分析结果表明,断裂位于钎缝中,断裂方式为脆性断裂.     

Ni-34Ti钎料钎焊TiAl合金接头界面结构及性能

采用Ni-34Ti共晶钎料实现了TiAl合金的钎焊连接,分析了TiAl合金钎焊接头的界面结构,重点研究了钎焊温度对接头组织及性能的影响规律.结果表明,Ni-34Ti共晶钎料主要由TiNi相和TiNi3相组成,钎料熔点为1 120 ℃.不同钎焊温度下获得的接头界面组织均呈现对称特征,无气孔和裂纹等缺陷,接头中主要形成了TiNiAl2,B2,TiNiAl和TiNi2Al四种物相.Al元素在钎缝中的快速扩散,促进了钎缝中Ti-Ni-Al三元化合物的形成.钎焊温度为1 180 ℃保温10 min条件下,TiAl合金接头获得了最大的室温抗剪强度87 MPa.剪切过程中,裂纹容易在富含TiNi2Al相的区域产生和扩展,大量脆性TiNi2Al相的存在对接头的性能是有害的.     

Ag元素对Zn-Al钎料性能的影响

研究了Ag元素的添加量对Zn-Al钎料的熔化温度、铺展性能、接头力学性能以及显微组织的影响.结果表明,随着Al元素含量的增加,钎料的熔化温度略有提高,在铝板及铜板上的铺展性能明显改善,钎焊接头力学性能显著提高.当Ag元素的添加量达到3.3%(质量分数)时,钎焊接头力学性能最佳.继续增加Al元素含量,钎焊接头强度变化不大.在Zn-Al钎料中添加Ag元素能够显著改善钎缝的显微组织,随着Al元素含量的增加,钎缝内部块状铜铝脆性相尺寸变小,产生应力集中的倾向减小,对应的接头强度提高.当Al元素含量达到3.3%(质量分数)时,钎料的综合性能最佳.     

Effect of mechanical properties using different filler metals on wide-clearance activated-diffusion-brazed Ni-based superalloy

The investigation of mechanical properties and failure mechanism of activated-diffusion-brazed (ADB) joints in IN-738 plate were conducted. Joints of this type, which had wide clearance, were formed using the brazing alloys Nicrobraz 150 and DF4B. The microstructural characterization showed that chromium borides with a blocky morphology were present in joints associated with the two brazing alloys. A major difference in matrix phase chemistry was observed, however, for the two brazing alloys, e.g., an Ni-B eutectic phase was observed in Nicrobraz 150, but DF4B exhibited a coarsened gamma prime (γ) phase and an absence of a nickel boride matrix phase. Results of tensile test showed that ADB specimens using DF4B brazing alloy exhibited 95% nominal tensile strength of IN-738 base materials. Fracture cracks in the joint area were initiated and confined to dispersed chromium boride sites. However, tensile test of ADB specimens using Nicrobraz 150 showed poor tensile properties at all testing temperatures, and their fractures were initiated at a brittle nickel boride site and propagated along the weak-bonded interface between the Ni-B eutectic phase and base materials.     

连接工艺参数对镍基高温合金TLP连接接头组织和性能的影响(英文)

以BNi-2为中间层对镍基合金进行过渡液相连接,研究连接工艺参数对接头组织和力学性能的影响。随着连接温度的升高或连接时间的延长,沉淀区的富镍和富铬硼化物数量减少,同时沉淀区晶粒尺寸减小。较高的连接温度或较长的连接时间,有利于降熔元素(B和Si)由沉淀区向母材中的扩散和母材与连接接头间的原子互扩散。当连接温度为1170℃、连接时间为24h时,可以获得与母材化学成分及组织基本相当的连接接头。剪切试验结果表明:室温和高温拉剪强度均随着保温时间的延长而增加,但连接时间对高温拉剪强度的影响要大于对室温拉剪强度。     

Interface structure and mechanical properties of Ti(C,N)-based cermet and 17-4PH stainless steel joint brazed with nickel-base filler metal BNi-2

The effects of brazing temperature on microstructure and bonding strength of vacuum brazed joints of Ti(C,N)-based cermet and 17-4 PH stainless steel, using filler metal BNi-2, were investigated. At a lower brazing temperature of 1050 °C, the distribution of melting point depressants (MPD) concentrated on the diffusion affected zone (DAZ) and the brazing seam near the Ti(C,N)-based cermet, the generation of brittle phases in the brazing seam was unavoidable. The uniform distribution of the MPD and full solid solution of γ-nickel occurred in the brazing seam at a higher brazing temperature of 1150 °C. A maximum shear strength of 690 MPa was achieved at a brazing temperature of 1150 °C.     

Microstructure and mechanical properties of AlSiCu_(10-10) filler meter brazing 6063 aluminum alloy

AlSiCu_(10-10) flame brazing 6063 aluminum alloy was rearched,and microstructure and mechanical properties of brazed joints were tested in the experiments. The interfacial microstructures and brazing phases of brazed joints were analyzed by scanning electron microscopy( SEM) and X-ray energy dispersive spectroscopy( EDS). The strength of brazed joints was aquired by tensile test. The results show that the AlCu_2 and Mg_2 Si phases were formed in the brazing seam,the former is the brittle phase,the Mg_2 Si phases is considered to be the strengthening phase of the aluminum alloy,which can reduce the brittleness caused by AlCu_2. The average tensile strength of brazed butt joint was 115 MPa,and the average shear strength of brazed joint was 26 MPa. Finally,the fracture form and fracture morphology of the brazed joint were analyzed.     

耐腐蚀性镍基箔带钎料钎焊不锈钢接头性能

采用新型耐腐蚀性镍基箔带钎料BNi685对316L不锈钢进行真空钎焊,研究了钎焊间隙对钎缝组织及力学性能的影响,对比了新型BNi685钎料钎焊接头与商用BNi2钎料,BNi685膏状钎焊接头的耐腐蚀性. 结果表明,随着钎焊间隙的增加,钎焊接头的抗拉强度逐渐降低,钎缝中心的显微硬度增加. 钎焊间隙为50 μm时,接头平均抗拉强度为244 MPa,钎缝组织主要由Ni_2.9Cr_0.7Fe_0.36,CrNiP,Cr₃P,Ni₅Cr₃Si相组成. 随着钎焊间隙增加,钎缝中心的CrNiP,Cr₃,Ni₅Cr₃Si相增多,Ni_2.9Cr_0.7Fe_0.36相减少. BNi685钎料钎焊接头的耐腐蚀性优于BNi2和BNi685膏状钎料钎焊接头,在EGR冷却器制造领域具有较大的应用潜力.