Ti-48Al-2Cr-2Nb合金非晶钎焊接头组织和力学性能研究

用Cu41.83Ti30.21Zr19.76Ni8.19非晶钎料对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金进行真空钎焊连接,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射以及万能试验机研究接头的显微组织和力学性能。结果表明:在钎焊温度为880、940、970℃,保温时间为600 s下实现了TiAl合金连接,钎缝主要由Ti2Al、AlCuTi、(Ti,Zr)2(Cu,Ni)和α-Ti组成;在一定的保温时间下,增加钎焊温度会导致接头剪切强度先增大后减小;当钎焊温度为940℃、保温时间为600 s,接头的剪切强度达到最大值,为266 MPa。反应层厚度影响接头剪切强度,为更好地控制反应层厚度,建立界面反应层生长动力学方程。     

ZrB2基陶瓷/Ti-6Al-4V合金钎焊接头形成机理与反应层生长规律

采用TiCuZrNi非晶活性钎料对ZrB_2-SiC超高温陶瓷和Ti-6Al-4V合金在880℃钎焊温度下进行钎焊,通过扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对焊接接头界面的反应产物进行系统分析,结合加热、保温和冷却3个阶段深入分析接头形成的机制。结果表明:界面反应产物为β-Ti、(Ti,Zr)_2(Cu,Ni)、TiCu、Ti_2Cu、TiC、Ti5Si3、Ti B和Ti B2。基于扩散理论,建立陶瓷侧反应层生长规律的表达式。     

纯铝中间层的Al/Ti钎焊接头微观组织及力学特性

采用纯铝中间层和Zn-Al钎料实现了TC4钛合金和2A12铝合金的非真空刮涂钎焊。借助扫描电镜和能谱分析等测试手段,分析了接头的界面组织结构、界面反应产物。借助电子万能试验机对室温抗拉强度进行了测试。结果表明：TC4钛合金和2A12铝合金的连接接头成形良好,钎焊接头Ti侧界面产物仅有一种金属间化合物TiAl3相;试样接头均断裂于Zn-Al钎料中,钎焊温度为420℃,最高抗拉强度可达到201 MPa。     

纯铝中间层的Al/Ti钎焊接头微观组织及力学特性

采用纯铝中间层和Zn-Al钎料实现了TC4钛合金和2A12铝合金的非真空刮涂钎焊。借助扫描电镜和能谱分析等测试手段,分析了接头的界面组织结构、界面反应产物。借助电子万能试验机对室温抗拉强度进行了测试。结果表明:TC4钛合金和2A12铝合金的连接接头成形良好,钎焊接头Ti侧界面产物仅有一种金属间化合物TiAl3相;试样接头均断裂于Zn-Al钎料中,钎焊温度为420℃,最高抗拉强度可达到201 MPa。     

钎焊温度对SiCp/Al复合材料焊接接头组织与性能的影响

采用真空钎焊方法研究钎焊温度对SiC_p/Al复合材料钎焊接头组织性能的影响。选用Al-Cu-Mg系钎料,添加一定量的Ni元素,通过分析钎料金相和测量断裂应变值选择最优钎料,比较不同钎焊温度下接头的金相组织,并对接头的剪切强度进行测试分析。结果表明:当Ni质量分数为3%时,钎料的断裂应变值最高、塑韧性最好,相应的甩带成型性能最好;当钎焊温度从560℃升高到600℃时,SiC_p/Al复合材料接头的剪切强度随温度的升高先增加后降低,在最佳钎焊温度为570℃、保温30 min时,接头剪切强度达到最大值,为40.49 MPa;当钎焊温度超过570℃时,随着钎焊温度的升高,钎料层中金属元素的合金反应加剧,生成的金属间化合物会残留在焊缝中并与周边增强相之间形成弱连接,降低接头强度。     

Ti-28Ni钎料钎焊Ti合金接头组织与性能研究

采用Ti-28Ni钎料对Ti-6Al-3Sn-3.5Zr-0.4Mo-0.75Nb-0.35Si+5%Ti C(体积分数)Ti基复合材料(TMC)进行真空钎焊连接,结合能谱及X射线衍射结果分析接头反应机理,并对钎焊接头显微组织及力学性能进行系统研究。结果表明:在钎焊温度为1 010℃,保温时间为10、20、30 min时,接头组织形貌均匀致密,未发现孔洞、裂纹等缺陷;钎缝主要由Ti2Ni、α-Ti和Ti C颗粒相组成,钎缝内元素扩散良好;在钎焊温度为1 010℃、保温20 min时,接头室温剪切强度高达659MPa,接头剪切断口分析表明断裂方式为准解理断裂。     

钛合金用钎焊材料的工艺发展现状

钛合金的本质决定了其钎焊的主要温度/时间局限性。总的来说,使用焊料并在钎焊温度低于β相转变温度时可获得优良机械性能的钛钎焊部件。介绍了不同的钛钎焊钎料,包括低温Ag-、Al-基钎料和高温TiZr-Cu-Ni基钎料,并较详细地讨论了钛合金钎焊工艺的优缺点．用Ti-Cu-Ni和Ti-Cr-Cu-Ni为粉末钎料进行了各种Ti合金、Ti-Al合金及Ti-基复合材料的钎焊试验,指出获得最佳接头性能的钛合金钎焊工艺的发展方向。     

超硬磨料工具钎焊用钎料研究现状及展望

超硬磨粒钎焊工艺是利用活性钎料与超硬磨粒界面处形成的化学冶金结合实现磨粒的高强度把持,在磨具制备中得到应用和发展。其中,钎料对超硬磨粒的钎焊性能和使用寿命具有重要的影响,国内外相关学者对此开展大量的研究工作。主要介绍3种常见超硬磨粒钎焊用钎料的钎焊性能、工艺参数及钎料元素改进等方面的研究现状,并对钎焊用钎料下一步的研究重点进行展望。     

镀镍高硅铝合金真空钎焊工艺研究

采用真空甩带方法制备厚为(30～80)μm的Al-20.0Cu-1.0Mg-5.0Si-0.4Ce箔状钎料,用于镀镍高硅铝合金的真空钎焊研究。通过对钎焊接头显微组织、剪切强度等的观察和分析,得到钎焊温度对接头性能的影响规律。结果表明:镀镍高硅铝合金用研制的钎料在真空钎焊条件下可获得致密的接头组织,钎料在镀镍高硅铝表面的润湿铺展性良好。在钎焊温度为530℃、保温30 min的钎焊工艺下,接头的剪切强度值最高,为49.35 MPa。钎料中的部分元素和母材表面的镀Ni层发生化学反应,钎料和母材间形成冶金结合。     

SiC_p/101Al复合材料的氩气保护炉中钎焊

对SiC颗粒增强铝基复合材料SiCp/101Al的氩气保护炉中钎焊工艺及机理进行研究。结果表明,通过优化钎焊工艺参数,获得接头的剪切强度最大值可达90MPa;进一步对钎焊接头进行金相组织观察和钎缝相结构组成分析,钎缝组织致密,未发现有气孔、夹杂和微裂纹等缺陷,钎料和母材之间合金元素存在明显的互扩散,并且母材中有部分SiC颗粒过渡到钎缝之中;接头断口扫描观察显示,接头整体呈现韧性断裂特征。对钎焊接头的强度问题进行讨论。     

Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)块体非晶合金晶化初期纳米晶粒生长

利用电弧熔炼及铜模快速铸造的方法制备Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金,通过高分辨电子显微镜研究过冷液相区和晶化初期晶核的形成、纳米晶粒长大。结果表明,Zr41.2Ti13.8Ni10Cu12.5Be22.5块体非晶合金晶化初期,利用高分辨像能观察到晶格点阵特征条纹。很难区分过冷液相区内微小区域的结构特征,借助高分辨像的傅里叶变换技术很容易地辨别出晶化前与相分离有关的结构变化。纳米晶粒以聚合型和单独晶核两种方式生长。     

Al-Cu合金中合金元素的热力学计算与分析

利用Jmat-Por软件,模拟计算Al-Cu合金的凝固路径及合金中主要相DO22、DO23的生成温度、生成数量随Zr和Ti元素含量变化的规律。结果表明,合金的微观组织与计算机模拟结果基本一致。热力学计算结果显示:在固定Ti含量为0.3%的条件下,DO22和DO23相的生成数量随Zr含量的增加而增加,生成温度区间分别为852~860℃与756~820℃;在固定Zr含量为0.35%的条件下,DO22和DO23相的生成数量随Ti含量的增加而增加,生成温度区间分别为819~859℃与779~820℃。     

Ti/B多层结构含能点火元件的制备与表征

设计了含能桥的结构,采用磁控溅射方法制备硼/钛多层含能桥。对含能薄膜进行X射线衍射图谱测试,并用扫描电镜对含能桥进行了断面和表面形貌观察,可以看到多层连续结构。用HS4540MX12高速摄像系统记录下来含能桥发火过程,火花溅射距离可达到30 mm左右。进行了含能桥对BNCP药柱的点火试验,成功隔离点火。     

DNTF/HMX 炸药金属加速做功能力及其JWL 状态方程

针对现有研究未对以3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)为基的炸药金属加速做功能力及状态方程进行研究和表征的问题,对DNTF/HMX炸药金属加速做功能力及其JWL状态方程进行研究。采用圆筒试验得到DNTF/HMX炸药的比动能和格尼系数的变化规律,并与Octol(HMX/TNT75:25)炸药进行了对比,同时采用解析法和Autodyn仿真获得了DNTF/HMX炸药的JWL状态方程。试验和仿真结果表明:DNTF可较大幅度地提高炸药的金属加速能力,格尼系数与Octol炸药提高了约5.5%,并获得其JWL状态方程参数。     

军用Ni/MH电池电极材料的研究

针对目前贮氢电极合金不满足军用通信电池要求工作温度范围宽的情况,以Ml(NiCoMnTi)5合金为例,系统研究了温度对电化学性能的影响;并在此基础上,分别以Ti、Zr、Al为添加元素设计新合金,研究其在高温下的电化学性能.结果表明:温度对合金的化学性能有显著影响,随温度升高,放电容量降低,循环稳定性恶化,自放电加剧,但高倍率放电性能得到改善.在合金中添加Al,可降低氢化物的平衡分解压,有效改善高温性能,提高高温下的放电容量和高倍离放电容量,抑制自放电及循环过程中的容量衰退,提高循环寿命;在合金中添加Ti和Zr,使平台压力上升,放电容量降低,Zr可在一定程度上改善合金的循环稳定性.     

CuO-Zr复合膜的制备及其反应光声光谱研究

以CuO和Zr为靶材,利用磁控溅射技术,采用最佳工艺条件,在载玻片衬底上沉积了Zr/CuO和CuO/Zr复合膜.利用X射线衍射、扫描电镜和反应性光声光谱技术分别对薄膜样品的晶体结构、表面形貌和反应特性进行了分析和表征.结果表明:复合膜中的Zr和CuO均以晶相形式存在,复合膜由近似球状的纳米粒子构成,在激光能量的刺激下CuO-Zr复合薄膜发生了氧化-还原反应.     

镁合金靶板在球形弹丸侵彻过程中的破坏分析

借助光学显微镜和扫描电镜等研究了Mg-Gd-Y系合金靶板在高速侵彻过程中的破坏形式,并对侵彻过程作了进一步的分析。结果表明,不同的侵彻阶段对应不同的破坏形式。在开坑和层裂阶段,靶板的破坏形式以微裂纹的形核与扩展为主;而在稳定塑性侵彻阶段,靶板的破坏形式则主要表现为绝热剪切带的形成与扩展。该合金在高速侵彻过程中背部自由面会发生多层层裂,各层破片的断口形貌有所不同。最外层破片由中心平坦区和边缘粗糙区组成,而内层破片则主要由平坦区组成。其中平坦区断口表现为准解理特征,而粗糙区断口则主要由细小的解理面组成并伴随有二次裂纹。通过对层裂破片和常规冲击断口的断口形貌进行对比发现,高速冲击载荷作用下镁合金表现出更大的塑性。     

粉末冶金法制备Ti3SiC2增强铜镍基复合材料及磨损性研究

采用粉末冶金法制备不同Ti3SiC2含量的铜镍基复合材料,用X线衍射仪、维氏显微硬度计、ML-10摩擦磨损机、扫描电镜测试样品的物相、显微硬度、磨损性、表面形貌。结果表明:随Ti3SiC2含量的增加试样的晶格常数逐渐减小,样品的硬度逐渐增大;试样的耐磨性随Ti3SiC2含量的增加先增大后减小,Ti3SiC2的质量分数为8%的样品具有最好耐磨性;在润滑油下试样的磨损机制主要为磨粒磨损。     

1Cr18Ni9Ti钢中温拉伸性能研究

研究在室温以上温度对1Cr18Ni9Ti钢拉伸性能的影响,并利用SEM对拉伸断口形貌进行观察,利用金相显微镜对断口附近的组织进行观察,分析温度对其拉伸性能的影响规律。结果表明:随着试验温度的升高,1Cr18Ni9Ti钢的强度和延伸率均呈现降低的趋势;金相组织分析表明,在所有状态下的拉伸试样断口附近的组织中均有变形孪晶产生,并且随着试验温度的升高,变形孪晶数量降低,但尺寸增大,从而引起强度和塑性的降低。     

低温下1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸性能和断口形貌研究

采用精密多功能低温静载材料实验机和扫描电子显微镜,系统研究了低温条件下1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸性能和断口微观形貌,分析讨论了温度对1Cr18Ni9Ti钢焊接接头拉伸性能的影响规律。研究结果表明:温度对1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸性能具有显著影响。低温下,1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的强度均比室温高,但接头的延伸率均比室温下低很多。拉伸试样断口形貌分析结果显示,1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸试样断口均为韧窝和撕裂棱混合型韧性断口,韧窝随温度的降低而变得细小、均匀。