钛及钛合金电弧钎焊及接头强度

用Ti—Cu—Ni，Ti-Cr-Zr钎料在TIG电弧加热条件对TA2和Ti—6Al—4V钛合金进行钎焊。结果表明：用Ti—Cu—Ni钎料钎焊TA2和Ti—6Al—4V钛合金的搭接接头强度分别是418．3MPa和439．6MPa；用Ti—Cr—Zr钎料钎焊TA2和Ti—6Al—4V钛合金的搭接接头强度分别是575．2MPa和656．1MPa。对Ti-Cu-Ni钎料／母材界面分析认为固液异分化合物η相((Cu，Ni)Ti2)生成时呈笋状生长，嵌入钎缝对钎缝的强度提高有利。对Ti-Cr-Zr钎料／母材界面分析，认为主要是固溶体β-Ti(Cr)存在提高了钎缝强度。     

1Cr18Ni9Ti扩散钎焊接头组织及性能

采用厚度为50μm的BNi82Cr Si B作为钎料,进行了1Cr18Ni9Ti不锈钢的真空扩散钎焊,对接头的界面微观组织进行了观察和分析;测试了接头的常温抗拉强度;对扩散钎焊接头进行了液压强度考核。试验结果表明,钎料与母材形成了钎缝,经扩散钎焊后,钎缝组织均匀;钎焊接头抗拉强度与母材相当,而断后伸长率及断面收缩率都低于母材,断裂形式为韧性断裂;对沟槽模拟件进行27 MPa液压试验,保持10 min,无变形、无渗漏,满足设计要求。     

不同钎料真空钎焊的TC4/YG8接头组织与力学性能研究

分别采用Cu69Ni Si B、Ni82Cr Si B及Ag94Al Mn三种钎料对TC4钛合金和YG8硬质合金进行真空钎焊试验。采用润湿性试验、金相显微镜、显微硬度计、扫描电子显微镜等测试手段,分别对这三种钎焊接头的微观组织、显微硬度等进行了对比分析。结果证明:Cu基钎料和Ni基钎料对硬质合金的润湿性能均较差,在其钎焊接头中均出现裂纹、脆性相;采用Ag基钎料进行钎焊,钎焊温度为920℃,保温时间为20 min时,Ag基钎料与钛合金、硬质合金的界面结合良好,无微裂纹,钎缝组织为Ag基组织,硬质合金母材Co、W元素和钛合金母材Ti、V元素向钎缝内扩散甚少,母材不发生溶蚀。     

SiC陶瓷真空钎焊接头界面结构及机理分析

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料对SiC陶瓷进行了真空钎焊,研究了SiC陶瓷真空钎焊接头的界面显微组织和界面形成机理.试验中采用扫描电子显微镜(SEM)对接头组织进行了观察,并进行了局部能谱分析.结果表明,接头界面产物主要有TiC,Ti5Si3,Zr2Si,Zr(s,s),Ti(s,s)+Ti2(Cu,Ni)和(Ti,Zr)(Ni,Cu)等.接头的界面结构可以表示为:SiC/TiC/Ti5Si3+Zr2Si/Zr(s,s)/Ti(s,s)+Ti2(Cu,Ni)/(Ti,Zr)(Ni,Cu).钎焊过程分为五个阶段:钎料与母材的物理接触;钎料熔化和陶瓷侧反应层开始形成;钎料液相向母材扩散、陶瓷侧反应层厚度增加,钎缝中液相成分均匀化;陶瓷侧反应层终止及过共晶组织形成;钎缝中心金属间化合物凝固.在钎焊温度960℃,保温时间10 min时,接头抗剪强度可达110 MPa.     

TiZrNiCu钎料钎焊Ti53311S高温钛合金接头界面结构及性能

采用TiZrNiCu钎料实现了Ti53311S高温钛合金的钎焊连接,通过SEM、EDS、微区XRD等方法分析了接头界面的微观组织结构,重点研究了钎焊温度对接头界面结构及力学性能的影响规律。结果表明,钎焊接头的典型界面结构为:Ti53311S/α+β/(Ti,Zr)2(Cu,Ni)化合物/α+β/Ti53311S;随钎焊温度的升高,(Ti,Zr)2(Cu,Ni)化合物数量不断减少,当钎焊温度超过α+β→β转变温度时,钎缝及钛合金母材均形成片层状α+β组织;接头抗拉强度随钎焊温度升高逐渐增加后趋于稳定,当在1010℃/10 min条件下钎焊时,接头平均抗拉强度最大为912.8 MPa,断口分析表明,断裂发生于钎缝处,为脆性解理断裂。     

Mo-Cu合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢真空钎焊接头的组织性能

采用Ag-Cu-Ti钎料,控制钎焊温度为910℃,保温时间为20 min,可以实现Mo-Cu合金与1Cr1 8Ni9Ti不锈钢的真空钎焊,接头抗剪强度为75 MPa.采用扫描电镜、能谱分析仪和显微硬度计对Mo-Cu/1 Cr18 Ni9Ti接头组织特征及性能进行分析.结果表明,钎焊接头靠近1Cr18Ni9Ti钢一侧,主要形成Ag-Cu共晶组织和少量的TiC相;靠近Mo-Cu合金一侧,Ag,Cu元素在合金与钎缝间相向扩散,共晶组织消失,以富铜相为主.钎缝的显微硬度明显低于Mo-Cu合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢母材,无脆性化合物生成,剪切断口呈现剪切韧窝的形貌特征.     

镁合金/键铜、镀镍钢激光熔钎焊接头组织性能研究

采用AZ31镁合金焊丝对镁合金/镀Ni(Cu)钢进行激光熔钎焊研究,探讨Cu层和Ni层对激光熔钎焊接头微观组织及性能的影响.结果表明:在Q235钢表面不论是镀Cu层还是Ni层,激光熔钎焊接头宏观形貌较好.在Q235钢板上镀Cu层所得的焊接接头抗拉强度为145.4 MPa,达到镁合金强度的60.6％,相比于在Q235钢上...     

铜基微晶钎料真空钎焊25Cr3MoA/YG6

应用Cu-11%Sn-2%Ni微晶钎料对25Cr3MoA钢和YG6硬质合金进行了真空钎焊,观察了接头组织形貌,建立了钎料层/母材原子互扩散模型,定量分析了焊接区合金元素的分布特征,并在专用仪器上测试了接头的剪切强度.结果表明:使用铜基微晶钎料钎焊25Cr3MoA和YG6,润湿性和铺展性良好,形成的钎缝饱满致密,接头钎着率高;钎缝组织以铜固溶体为主相,其间分布着Cu3Sn相,富Ni的Cu9NiSn3相以及少量的γ-Fe相.铜原子从钎缝向母材的扩散深度约为25μm.应用铜基微晶钎料可实现25Cr3MoA与YG6的真空扩散钎焊连接,接头剪切强度较高,达169 MPa.     

Ni-Mn-Si-Cu-B-Ce钎料钎焊性能的研究

为了满足在990~1010℃温度下钎焊不锈钢的需要,研究了一种Ni-Mn-Si-Cu-B-Ce钎料。对钎料的熔化特性和润湿性、接头组织以及钎焊搭接接头的剪切强度进行了研究。结果表明:微量元素B、Ce元素可使BNi66MnSiCu钎料的熔化温度显著降低,从而满足在990~1010℃温度下钎焊不锈钢,加入微量元素B、Ce元素后使钎料对1Cr18Ni9Ti不锈钢的润湿性影响较小,但钎料的剪切强度提高约133倍,利用Ni-Mn-Si-Cu-B-Ce钎料在钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢后,发生了互扩散效应,钎料与母材之间形成了牢固的扩散层;在Ni-Mn-Si-Cu-B-Ce钎料显微组织中,主要存在Ni基固溶体(溶解有微量的Cu)以及Cu_9Si、MnSi、Mn_6Ni_(16)Si_4等化合物相。     

TC4钛合金/304不锈钢异种材料蜂窝结构钎焊工艺

采用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni和Ag-28Cu两种钎料分别对TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝结构进行了钎焊,对钎焊界面组织和蜂窝结构的力学性能进行了对比分析. 结果表明,Ti基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材界面润湿反应性能较差且Ti基钎料钎缝显微硬度较高,导致钎焊界面强度低,蜂窝拉伸力学性能差. Ag基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材和TC4面板均发生显著的界面反应,钎焊温度830 ℃,保温时间10 min时,蜂窝抗拉强度为10.35 MPa,呈蜂窝芯破坏特征. Ag基钎料蜂窝抗拉强度明显优于Ti基钎料结果,适用于TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝钎焊.     

Ti69Zr30Fe1高温形状记忆合金的微观结构和记忆特性

采用TiZrNiCu钎料实现了Ti53311S高温钛合金的钎焊连接,通过SEM、EDS、微区XRD等方法分析了接头界面的微观组织结构,重点研究了钎焊温度对接头界面结构及力学性能的影响规律.结果表明,钎焊接头的典型界面结构为:Ti53311S/α+β/(Ti,Zr)2(Cu,Ni)化合物/α+β/ Ti53311S;随钎焊温度的升高,(Ti,Zr)2(Cu,Ni)化合物数量不断减少,当钎焊温度超过α+β→β转变温度时,钎缝及钛合金母材均形成片层状α+β组织;接头抗拉强度随钎焊温度升高逐渐增加后趋于稳定,当在1010℃/10 min条件下钎焊时,接头平均抗拉强度最大为912.8MPa,断口分析表明,断裂发生于钎缝处,为脆性解理断裂.     

TiZrCuNi粉状钎料真空钎焊TA2纯钛接头界面组织及力学性能

采用Ti37.5Zr37.5Cu15Ni10粉状钎料在940℃×20 min工艺条件下实现了TA2商业纯钛的真空钎焊连接,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、万能试验机和显微硬度计等对钎焊接头的界面组织和力学性能进行了研究和分析。结果表明,钎焊接头的典型界面结构为TA2/针状α-Ti+共析组织(α-Ti+(Ti,Zr)_(2)(Cu,Ni))+残余钎料/TA2,Cu、Ni元素主要存在于共析组织和残余钎料中,Zr元素在共析组织、残余钎料和针状α-Ti中均有分布。钎焊接头室温抗剪强度为322 MPa,从母材向钎缝中心维氏硬度逐渐增大,钎缝中心共析组织的维氏硬度值为307 HV10,可达母材2倍以上。断口分析结果表明裂纹沿钎缝扩展,断口形貌具有沿晶韧窝、拉长韧窝和解理断裂特征,断裂呈韧性-脆性复合断裂模式。     

几种Ag基钎料钎焊NiTiNb形状记忆合金的接头组织及性能

采用AgCuInTi、AgCuTi和AgCuPd三种钎料对NiTiNb形状记忆合金进行真空钎焊,对应的钎焊温度分别为780℃、880℃和980℃,获得了冶金质量良好的接头。微观分析结果表明,三种接头的中心区域均生成了Ag基固溶体,在该固溶体区与NiTiNb母材之间生成了灰黑色扩散反应层,其中AgCuInTi和AgCuTi钎料对应接头的反应层中生成了(Cu,Ni)Ti化合物相,而AgCuPd钎料对应接头的反应层中生成了(Cu,Pd,Ni)-Ti相。测试三种钎料对应接头的室温抗拉强度,强度最高的是AgCuPd钎料对应接头,平均值达到593 MPa;其次为AgCuInTi钎料对应接头,抗拉强度为528 MPa;强度最低的是NiTiNb/AgCuTi/NiTiNb接头,平均值为459 MPa。保温时间对NiTiNb/AgCuInTi/NiTiNb接头微观组织及强度影响较小。分析接头断口发现,断裂主要发生在性能薄弱的(Cu,Ni)Ti相区或(Cu,Pd,Ni)-Ti相区。     

钛基钎料高温钎焊TZM界面行为及热稳定性研究（英文）

采用Ti-8.5Si、Ti-33Cr和Ti-30V-3Mo钎料实现了钛锆钼(TZM)合金的高温真空钎焊连接,借助SEM、EDS及润湿性试验和抗剪试验等分析方法,研究了钛基钎料高温钎焊TZM及钎焊接头经高温热循环后的热稳定性。结果表明,Ti-8.5Si、Ti-33Cr在1520oC/6min的工艺条件下良好润湿TZM,润湿角分别为10o和9o,Ti-8.5Si钎料的铺展面积大于Ti-33Cr钎料的铺展面积,Ti-30V-3Mo钎料在1680oC/8 min的条件下在TZM板上的润湿角为5°。Ti-8.5Si/TZM接头界面形成(Ti, Mo)固溶体,钎缝中心由(Ti, Mo)固溶体和Ti5Si3相组成。Ti-33Cr/TZM接头界面形成(Ti,Mo)固溶体,钎缝中心由(βTi,Cr)固溶体和αTi+(αTi+αTi Cr2)共晶组成。Ti-30V-3Mo/TZM接头,钎缝区主要由(βTi, V)固溶体和αTi组成,界面区由Ti与Mo形成(Ti,Mo)固溶体。3种钎料钎焊TZM,均形成固溶体钎焊接头而实现钎料与TZM的冶金结合,钎焊接头强度分别为135.8 MPa(Ti-8.5Si)、132 MPa(Ti-33Cr)和131 MPa(Ti-30V-3Mo)。Ti-8.5Si/TZM、Ti-33Cr/TZM接头经过1200oC/60min没有观察到明显的晶间渗入和母材溶蚀,界面固溶体结合形式无变化。Ti-30V-3Mo/TZM接头经过1550oC/60 min热循环后,观察到1个晶粒深度的晶间腐蚀,没有明显的母材溶蚀现象,且界面依然保持固溶体结合形式。3种钛基钎料可实现TZM的高温钎焊,依靠界面固溶体实现冶金结合,经高温长时间热循环后钎焊接头组织性能稳定,发生晶间渗入敏感性低,为TZM的高温应用连接提供理论与试验指导。     

新型含钯镍基钎料钎焊不锈钢接头的性能分析

对新型Ni-Pd-Ag-Cr-Si钎料钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢的接头性能进行了分析。结果表明,新型Ni-Pd-Ag-Cr-Si钎料对1Cr18Ni9Ti不锈钢有良好的润湿性;钎焊接头中,紧靠钎缝与母材界面的是与该界面平行的长条形齿状镍钯基固溶体致密组织。这种固溶体具有较高的强度和塑性,钎缝宽度为170μm时,钎缝仍具有较高的剪切强度,利于保证钎焊不锈钢产品质量不发生重大变化。     

采用改进BNi-7钎料钎焊316L不锈钢

采用改进BNi-7钎料钎焊316L不锈钢,钎缝间隙为100μm,研究了Cu粉添加量、钎焊温度对接头组织及力学性能的影响。结果显示,采用BNi-7+x%Cu进行连接时,接头主要由不锈钢/钎料界面的Ni(Fe,Cr,Cu)固溶体和钎缝中心的Ni(Fe,Cr,Cu)-CrNiP共晶组织和Ni3P-Ni(Fe,Cr,Cu)共晶组织组成。钎缝中心Ni(Fe,Cr,Cu)-CrNiP共晶组织中分布的Ni(Fe,Cr,Cu)韧性相使脆性磷化物弥散分布;随着Cu添加量和钎焊温度的增加,钎缝中心的脆性化合物含量降低。当钎焊温度为980℃,Cu添加量为9%时,接头的抗剪强度最大为118 MPa。     

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.     

钎焊间隙对BNi74CrSiB钎料真空钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢接头界面组织的影响

采用BNi74CrSiB颗粒状钎料对不同钎焊间隙的1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢板进行了真空钎焊试验。结果表明:钎焊间隙为0.05～0.10 mm时,钎焊接头致密完整,表面无宏观缺陷;钎缝与母材组织间无明显的界限;0.1～0.3mm时,钎缝出现了局部未钎透缺陷,且钎缝与母材界面附近出现大量麻点状的Fe2B物相;0.30～0.45 mm时,钎缝出现严重未钎透和大气孔缺陷。钎缝基体组织均由γ-Ni基固溶体和Ni-Si共晶组织构成,在基体组织上均分布有一定量的Cr B脆性相。     

Ni基钎料炉中钎焊邦迪管接头的组织结构分析

采用炉中钎焊的方法,在氮气保护性气氛中,实现了Ni基钎料钎焊邦迪管和低碳钢管接头的钎焊。对钎焊接头进行了外观分析,并研究了镍基钎料成分对钎缝组织结构和成分分布的影响。结果表明:采用Ni-P-Cu及Ni-P-Cu-Si钎料钎焊邦迪管和低碳钢是可行的;焊缝组织以Ni-P共晶体为主,其组织均匀致密;添加少量Si元素可促进钎料中Ni,Cu元素向母材的扩散以及母材Fe元素向熔融钎料的溶解,同时提高钎料的流动性,使得钎缝饱满光滑。     

Cu/Q235A异质钎焊接头的性能及耐腐蚀性

使用BAg30T药芯钎料对Cu/Q235A异种金属进行感应钎焊试验,研究了Cu/Q235A异种金属钎焊接头的力学性能和耐腐蚀性能.结果 表明:Cu/Q235A钎焊接头的抗拉强度为214 MPa,与铜的抗拉强度接近,接头性能良好.在Cu/Q235A钎焊接头中,耐腐蚀性能从高至低依次为Cu＞BAg30T钎缝＞Q235A;钎焊接头经盐雾腐蚀96 h后抗拉强度下降了33％,腐蚀480 h后抗拉强度下降了74％,钎焊接头抗拉强度受盐雾腐蚀影响较大;腐蚀产物主要存在钢侧和钎缝处,未被腐蚀产物覆盖的表面存在点蚀,且随着腐蚀时间的增加腐蚀坑密度和尺寸变大,微观观察表明腐蚀产物呈现棉球状和絮状,腐蚀产物主要为Fe2O3和Fe3O4,且O2与C1-参与腐蚀反应.