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。     

基于铜中间层的钛合金与不锈钢的真空扩散焊研究

采用纯Cu箔为中间层在真空钼丝烧结炉中进行TC4和304的扩散连接,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对接头组织和成分进行表征,并测试结合区的显微硬度。结果表明,Cu作为中间层有效抑制了Ti与Fe、Cr的互扩散,不同焊接温度下均形成3个新相层。A层主要为富集Ti、Cu形成的混合Fe基固溶体;B层主要为TiCu金属间化合物、β-Ti(Fe)及Fe-Cu共析混合物;C层主要是β-Ti为基的混合固溶体和少量Ti-Cu化合物。过渡层生成Cu Ti2、Cu3Ti2,主要分布在B、C层。焊接温度为1 050℃、保温为60 min时,焊接缺陷较少,具有良好的焊接质量。结合区厚度适中,组织分布较均匀,显微硬度在A/B界面附近达到峰值,为667.2HV。     

T2/2A12复合材料扩散焊接头组织与性能的研究

利用真空电阻炉对T2紫铜和2A12硬铝进行真空扩散焊接,利用光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和显微硬度计对结合区的组织形貌和成分以及显微硬度进行表征与测试,研究焊接工艺对T2/2A12双金属复合材料组织与性能的影响。结果表明:当扩散温度为700℃、保温60 min时,制备的T2/2A12复合材料结合区宏观界面清晰,未见明显焊接缺陷,出现Cu_3Al_2、Cu_9Al_4、Cu Al金属间化合物,金属间化合物对结合区的强化作用使其硬度显著升高;溶解层随扩散温度的升高和保温时间的延长而增厚,晶粒逐渐粗大,γ_2相在δ相区的溶解量增加。     

采用Cu中间层的Ti6242钛合金接触反应钎焊

用Cu做中间层实现Ti6242钛合金的接触反应钎焊,通过扫描电镜和拉伸试验对接头界面组织和力学性能进行表征。结果表明：在940℃保温2 min即可使中间层与母材充分反应,完全转变成Ti-Cu共晶。随保温时间延长,Cu不断向基体扩散,保温10 min组织转变为Ti₂Cu金属间化合物和共析组织;保温至20 min时,主要由α-Ti和少量共析反应β-Ti分解产生的Ti₂Cu组成;保温20 min得到的接头强度与母材一致,实现了与母材的等强连接。     

TiAl金属间化合物基/陶瓷复合装甲材料

2004年公布的德国专利DE10303351中介绍了一种TiAl金属间化合物基／陶瓷复合装甲材料。该种复合材料具有梯度结构．是由Al2O3分散相或陶瓷纤维增强的舢或TiAl金属间化合物构成的。复合材料的制造过程包括：制备含有呈梯度排列孔隙的TiO2陶瓷预制件中，将Al熔液渗人预制件，Al和TiO2之间发生反应形成TiAl金属间化合物和Al2O3复合组织。采用该方法制造的复合材料板材可以用作弹道防护材料和装甲。     

钛/镍/不锈钢脉冲加压扩散连接接头组织及力学性能研究

为抑制钛/不锈钢脉冲加压扩散连接接头界面产物的过度生长,降低界面脆性相对接头性能的不利影响,选用Ni做中间层对Ti和不锈钢进行扩散连接实验。利用扫描电镜、能谱分析、万能拉伸试验和XRD对脉冲加压扩散连接钛/镍/不锈钢接头显微组织和力学性能进行研究。结果表明:在钛/镍界面生成了Ti2Ni、Ti Ni和Ti Ni3金属间化合物层,在镍/不锈钢界面生成了Ni-Fe固溶体;当连接时间为90 s时,接头强度达到最大值,为360 MPa;在拉伸载荷下,接头沿钛/镍界面Ti2Ni和Ti Ni层发生断裂;接头断口形貌为大量的解理条纹,说明接头呈脆性。     

超细金属间化合物粉末的机械合金化合成

采用机械合金化方法合成了TiNi,TiAl,Ni_3~-Al和CoAl金属间化合物粉末。高能球磨过程的X-射线衍射研究表明:Ni-Al、Fe-Al、Co-Al二元纯粉混合物在球磨过程中直接转变为金属间化合物粉末。而Ni-Ti、Al-Ti二元纯粉混合物则首先转变为非晶态合金粉末,再经进一步高能球磨,由非晶态粉末转变为金属间化合物粉末。透射电镜观察证实,用机械合金化方法得到的上述金属间化合物粉末均具有超细的组织。最后讨论了在球磨过程中形成金属间化合物的机制。     

TC4钛合金/304不锈钢异种材料扩散焊研究

在真空条件下制备TC4钛合金/304不锈钢双金属复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和显微硬度计对结合区的显微组织和性能进行测试分析。结果表明:当温度为1 025℃、保温60 min时,扩散连接得到的TC4/304双金属复合材料过渡层界面清晰、焊接缺陷较少,结合区的硬度曲线呈先升后降的趋势,峰值硬度为613.5HV;当扩散温度高于975℃时,TC4/304界面处形成A、B、C新相层,A层为混合铁基固溶体,B层主要为Fe_2Ti、FeTi和TiCr_2多元复杂脆性金属间化合物,C层靠近TC4侧为β-Ti基的单相固溶体组织;并且过渡层的厚度随连接温度的升高而递增。     

Nb纤维含量对TiAl-Nb复合材料冲击性能的影响

为改善TiAl基合金的单向韧性,研究Nb纤维含量对TiAl基复合材料冲击性能的影响,采用熔模精密铸造和真空水冷铜坩埚感应熔炼炉离心浇注工艺制备连续Nb纤维增韧TiAl-Nb复合材料,并对其进行950℃×2h真空退火处理。用SEM、EDS观察复合材料界面形貌与成分,用落锤冲击试验机测试复合材料的冲击性能。研究结果表明:Nb纤维与TiAl基体材料复合效果良好,Ti、Al、Si、Nb元素在界面层发生交互式扩散;随Nb含量增加复合材料的冲击性能改善,当Nb体积分数为20%时,冲击韧性最好。     

42CrMo钢的磨削淬火强化层的研究

在精密卧式磨床M7132A上对42CrMo钢进行磨削淬火试验,研究磨削淬火强化层的组织形貌、显微硬度、强化层厚度及耐磨性。结果表明:42CrMo钢进行磨削淬火,强化层主要是由板条状马氏体组成,显微硬度达到771.8HV,与基体相比提高3倍以上;强化层厚度是以最小值t1为有效使用值;与调质态基体相比,磨削淬火强化层的耐磨性提高2~9倍。     

TiAl合金纳米粉末的自悬浮定向流法制备

采用自悬浮定向流方法制备了TiAl合金纳米粉末,利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和电子能谱仪(EDS)对TiAl合金纳米粉末进行表征,并考察熔球蒸发温度对纳米粉末结构的影响。结果表明,TiAl合金纳米粉末基本上呈球形,平均颗粒尺寸小于100 nm,Ti/Al原子比(43:57)接近设计值(48:52),主要成分为Ti3Al相。TiAl合金纳米粉末的颗粒尺寸和相组成受蒸发温度影响。     

离心喷射沉积 Ti-48Al-2Mn-2Nb 合金的拉压性能

为了研究合金化和制备工艺对ＴｉＡｌ合金性能的影响，采用一种最新的真空离心喷射沉积成形技术制备了Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｍｎ－２Ｎｂ合金，研究了合金的室温拉伸和压缩性能以及显微组织的影响。结果表明，离心喷射沉积成形合金的屈服强度为２５１ＭＰａ，抗拉强度为３０５ＭＰａ，延伸率为２．８％。压缩屈服强度为４８８ＭＰａ，抗压强度为２２１０ＭＰａ，压缩率为３３．９％。离心喷射沉积成形Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｍｎ－２Ｎｂ合金组织呈层片状组织结构，并且含有孔隙，定量分析结果表明孔隙率约２％。文中对离心喷射沉积成形Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｍｎ－２Ｎｂ合金层片状组织的变形和断裂特征进行了分析。     

42CrMo钢大锻件去氢退火节能新工艺的研究

分析了氢在钢中的存在状态,以及氢的溶解度与扩散系数之间的关系,同时借助计算机科学地制定了42CrMo钢大锻件新的去氢退火工艺.新工艺大大缩短了锻件去氢退火的周期,通过生产实践表明,按新工艺退火的锻件质量合格,并且大幅度节约了能源,提高了生产效率.     

Ni基耐热合金与耐热钢扩散连接行为的研究

通过Ｋ５耐热合金与２Ｃｒ１２ＮｉＷＭｏＶ耐热钢的扩散连接，研究了接头的扩散行为。结果表明，以Ｎｉ作中间层连接耐热钢与耐热合金，可以形成以γ固溶体为主的接头，接头区域无新的脆性相生成，接头强度可达母材的９０％以上；适当提高扩散连接的温度与压力，可提高接头性能，但温度过高和保温时间过长，则在耐热合金中易生成扩散孔洞。     

42CrMo钢激光淬火组织和硬度的研究

采用YLS-3000型光纤激光器对42CrMo钢进行表面熔凝淬火处理,通过金相显微镜、扫描电镜及维氏硬度计的观察与检测,分析淬硬层组织、硬度、深度及其与激光工艺参数之间的相互关系。结果表明,淬硬层深度随激光功率的增大和扫描速度的降低而增大,随激光功率的减小和扫描速度的增加而减小,而硬度的变化不大。激光熔凝淬火后表层出现深约0.3 mm的熔化区,其硬度比内侧稍低,淬硬层深度可达2 mm以上,硬度约为660HV,但熔化区域中心会出现不均匀的变形,进行熔凝淬火时需预留0.2 mm的加工余量。     

H65铜合金搅拌摩擦焊接工艺研究

对H65黄铜搅拌摩擦焊接工艺进行研究,对其焊缝成形、接头微观组织和力学性能进行分析。研究结果表明,黄铜具有良好的搅拌摩擦焊接性能。接头组织分为焊核区、热机械影响区、热影响区和母材区。焊核区金属发生动态再结晶,组织显著细化。随着旋转速度的增大,焊接速度的减小,焊接接头的硬度值降低。接头的抗拉强度比母材低,但比熔化焊得到的接头性能要高,最高强度为母材的90.1%。     

干磨和湿磨对42CrMo钢磨削强化的影响

磨削淬火技术具有工程应用价值。在精密卧式磨床M7132A上,采用干磨和湿磨对42CrMo钢进行磨削淬火试验。研究表明,完全强化层的组织是以条片状马氏体为主的整合组织,强化层显微硬度在700HV以上,与基体相比提高了3倍。在相同磨削工艺下,湿磨的磨削淬火强化层厚度最大。     

50CrMo和70CrNiMoV钢的组织与强韧性

研究了50CrMo钢和70CrNiMoV钢不同热处理状态的显微组织,探讨了合金化元素配伍对两种钢显微组织的影响,分析了两种钢的显微组织与其强韧性的关系。研究结果表明:50CrMo钢有较明显的自回火现象——淬态组织中有ε碳化物析出,回火时析出物易于聚集长大,造成强度、硬度迅速下降,但有较高的韧性;70CrNiMoV钢的淳火组织中亦有少量弥散析出物,但析出物不易聚集长大,回火稳定性好。另外,Ni加入含Cr钢中有促进M_(23)C_6型碳化物形成而减少MC型碳化物的效应。     

热镀铝中硅的影响及其作用机制

采用扫描电镜、电子探针及Ｘ射线研究了７２０～７３０℃热浸，纯Ａｌ、Ａｌ＋１．７％Ｓｉ，Ａｌ＋３．６％Ｓｉ三种钢板镀层，结果表明：加Ｓｉ镀层结构改变，并对界面合金层生长有强烈的抑制作用，Ｓｉ量增加抑制作用明显。分析表明，Ｓｉ占据了Ｆｅ２Ａｌ３中Ａｌ原子快速扩散的空位位置，从而导致合金层的缓慢生长。