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。     

钎焊时间对钛/铝基复合材料接头组织及性能的影响

采用Zn-Al钎料实现了TC4钛合金和55%SiCp/Al复合材料的非真空刮涂钎焊。借助扫描电镜和能谱分析等测试手段,分析了接头的显微组织结构。借助电子万能试验机对接头的剪切强度进行了测试。结果表明:接头中复合材料侧界面氧化膜完全消失;当焊接保温时间为5 min,复合材料中的SiC颗粒向钎缝中少量迁移;当焊接保温时间为20 min,复合材料中两种尺寸为10、50μm的SiC颗粒大量向钎缝中迁移;在钛合金侧表面只生成了一种金属间化合物TiAl3相,平均厚为2~10μm;剪切强度测试时试样接头均断裂于钎缝中,最高剪切强度可达163 MPa。     

含Ti，Zr活性钎料真空钎焊蓝宝石／Nb接头结构分析

为了获得气密性良好、高温化学性能稳定和力学性能可靠的钎焊接头,选择纯Nb作为金属基体,使用含Ti和Zr元素的活性钎料真空钎焊蓝宝石与Nb,并采用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析仪（EDS）分析了蓝宝石／Nb钎焊接头的显微组织和结构。试验研究表明,反应产物中包括Cu,Ti,Zr等元素,Ti和zr与蓝宝石发生反应形成了多元素复杂化合物,从而实现蓝宝石与金属Nb的连接。     

高速电机转子用AuGe10Ni1.5Cu钎料的研究

针对用作高速电机转子导条及端环材料的高强度CuCrZrRE合金存在"550℃退火软化"的缺陷,采取"真空熔铸+等温轧制+精密轧制"方式制备一种新型的AuGeNiCu钎料。利用差热分析仪、光学显微镜和X-射线衍射仪,结合电阻率、润湿性和力学性能测试,研究轧制对钎料组织及强度的影响,考察Cu含量对其润湿性能的影响。结果显示:钎料AuGe10Ni1.5Cu0.5熔化温度为368~544.4℃,满足550℃以下钎焊温度要求;经过多次轧制后,钎料合金组织显著细化,其强度随轧制箔片厚度减小而提高;钎焊接头电阻率为3.61×10-6Ω·cm,与CuCrZrRE基体形成"等电阻率"接头,当AuGe10Ni1.5钎料所含Cu的质量分数增加至0.5%时,其铺展面积是不加铜钎料的1.67倍,润湿性显著改善;钎料AuGe10Ni1.5Cu0.5与母材CuCrZrRE间的钎焊接头剪切强度约为110.5 MPa,完全满足电机转子服役要求。     

ZrB2-SiC与Inconel600钎焊接头组织及力学性能研究

为研究钎焊温度对接头组织和剪切强度的影响,用Ag-28Cu钎料对ZrB_2-SiC陶瓷与Inconel 600镍基合金进行真空钎焊。结果表明:用Ag-28Cu钎料可获得良好的钎焊接头,接头无明显缺陷;焊缝主要由Ag_(ss)、Cu_(ss)和(Cr,Fe)_7C_3组成;随钎焊温度的增加,剪切强度不断提高;当钎焊温度为840℃、保温5 min时,获得的接头具有最优剪切强度,达到86.6MPa。     

高硅铝与可伐合金异种材料的钎焊研究

针对高硅铝与可伐合金的异种材料焊接,采用真空钎焊方法探索温度对焊缝质量的影响。钎焊温度从560℃升高到600℃保温时间30 min,试验所用钎料为自制Al基钎料。结果表明:Al基复合材料接头的剪切强度随温度的升高而增加。在5个焊接温度下得到的焊接接头质量相差较大;焊接温度为560℃时接头剪切强度最低为9.5 MPa,焊接温度600℃时接头强度最高为94.6 MPa,焊接温度为560、570、580℃时断口为韧性断裂;焊接温度为590、600℃时断口为脆性断裂;随温度升高,钎料中的元素很好扩散到母材中,并且与母材中元素生成某些增强相,起到强化作用。     

高体积比SiCp/6063Al复合材料真空钎焊工艺研究

采用Al-25Cu-8.5Si-0.3Y(质量分数/%)急冷钎料对镀镍高体积比SiC_p/6063Al复合材料进行真空钎焊,利用扫描电镜并结合EDS能谱分析对接头组织及断口形貌进行观察和分析,通过剪切试验探讨保温时间对接头剪切强度的影响。结果表明:镀镍层中的Ni元素与钎料中的Al、Cu发生化学反应并生成Al_3Ni_2和Al_3(CuNi)_2金属间化合物,说明6063Al合金/镀镍层/钎料箔三者之间通过相互扩散和溶解形成良好的冶金结合;在温度为550℃、保温30 min的条件下,获得最大的抗剪强度为121.34 MPa;断裂主要发生镀镍层与钎料的结合处,断口整体呈脆性断裂形式。     

钢化真空玻璃封接工艺及封接接头性能研究

用自主研发的Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.6Ga-0.8Sb低Ag无铅焊料对覆Ag玻璃基板进行真空封接。封接温度为270、280、290、300℃,保温时间为15、20、25、30 min。通过剪切强度测试、气密性测试、扫描电镜观察及EDS能谱分析对钢化真空玻璃封接接头的性能与组织进行分析。结果表明：封接接头依靠焊料合金中的Sn与Ag层中的Ag相互扩散形成冶金结合。封接接头剪切强度随封接温度上升、保温时间延长先增后降,封接温度为290℃、保温20 min时,接头剪切强度最高,为14.01 MPa,此时接头内部的IMC层组织厚度适中,分布均匀,接头断裂位置位于Ag层与玻璃结合部位,封接接头气密性在该封接工艺下达到最佳,为1×10^-9Pa·m³/s。     

Sn-3.0Ag-0.5Cu-3.0Bi钎料对SiCP/6063Al复合材料真空钎焊接头组织的影响

采用自制Sn-3.0Ag-0.5Cu-3.0Bi合金对Si CP/6063Al复合材料进行真空钎焊。通过SEM、EDX实验方法分析钎料与化学镀镍后Si CP/6063Al复合材料真空钎焊接头的显微组织。结果表明:无铅钎料Sn-3.0Ag-0.5Cu-3.0Bi合金显微组织主要由富Sn相、共晶组织和单质Bi构成;其显微组织形成机制可以用化学亲和力来表征,元素间的化学亲和力参数越大,越容易形成化合物;Si Cp/6063Al复合材料真空钎焊后的焊缝组织致密,钎料对镀镍复合材料的润湿性良好;界面生成的IMC为(CuxNi1-x)6Sn5,其晶体结构与Cu6Sn5相似,只是部分Cu原子被Ni取代。     

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。     

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。     

温度对SiCp/Al复合材料接头力学性能的影响

用Al-12Si-20Cu-1Mg-1Ni合金为钎料,对质量分数为55%的SiC_p/ZL102复合材料进行真空钎焊,钎焊温度为560、570、580、590、600℃,保温时间为30 min。对不同温度下焊接接头的显微组织、维氏硬度、抗剪切强度、断口形貌进行分析。结果表明:随着钎焊温度增加,接头的剪切强度先增后降,焊接温度为590℃时,钎料与母材间的结合最好,焊缝中心与母材处的硬度值最大,为250.5HV和161.79HV,同时焊接接头的抗剪切强度达最大值60.4 MPa,焊接接头呈脆性断裂和韧性断裂共存的混合断裂形貌。     

热处理工艺对Ti-6321合金板材组织和力学性能影响

通过900、960、1 030℃固溶处理得到组织不同的Ti-6321钛合金,用OM、SEM、万能试验机、分离式霍普金森试验分析不同热处理工艺对显微组织和静、动态力学性能的影响。结果表明:随固溶温度升高,分别得到等轴组织、双态组织和魏氏组织的Ti-6321钛合金。静态加载条件下,3种组织均表现出应变硬化效应,双态组织具有较好的强塑性匹配。应变率为2 000 s-1时,3种组织的应变硬化效应不明显,应变率强化效应显著,双态组织表现出较好的动态力学性能。等轴和双态组织为韧性断裂,魏氏组织有脆性断裂倾向。固溶温度为960℃时,双态组织的静、动态综合力学性能最佳。     

TA1-Q345爆炸焊接复合板组织与性能研究

采用爆炸焊接法获得TA1-Q345复合板,兼具TA1钛合金钢的高耐蚀性和Q345钢的高强度.对复合板界面显微组织观察发现结合界面以往复循环波纹结合,界面两侧金属不同程度塑性变形,界面波纹状端部存在熔化区.对界面EDS面扫描显示界面两侧金属元素相互扩散.结果表明:界面处显微硬度最高,沿两边母材方向硬度逐渐减小,直到和母材硬度相同.复合板纵向剪切强度为334 MPa,横向剪切强度为298 MPa,均高于理论下限(196 MPa).     

快速凝固Al-5Si-0.3Ti合金显微组织层次的研究

本文利用透射电子显微分析技术研究了旋铸急冷Al—5Si—0.3Ti合金的显微组织特征。从晶粒位向关系的角度划分为三个结构层次:第一层次为具有大角度晶界的晶粒;第二层次为并行排列的晶粒(存在大角度位向差);第三层次为具有小角度位向差的胞晶组织和枝晶组织。在这些结构层次的分析基础上,结合旋铸急冷工艺特点对其形成机制进行了探讨。     

Sc和Ti复合微合金化对Al-Mg合金组织与性能的影响

研究了微量Sc和Ti复合合金化对Al-Mg合金显微组织与拉伸性能的影响。结果表明 :Sc和Ti复合微合金化可显著提高Al-Mg合金的强度。在Al- 5Mg合金中 ,采用Sc和Ti复合微合金化可形成Al3 (Sc ,Ti)复合粒子 ,初生Al3 (Sc ,Ti)颗粒具有极强的细化晶粒的作用 ,次生Al3 (Sc,Ti)质点强烈地钉扎位错和亚晶界 ,从而有效地抑制合金的再结晶。Sc和Ti复合微合金化还可大大促进微量Sc在Al-Mg合金中的各种强化作用。由于Ti的价格比Sc便宜很多 ,采用Sc和Ti复合微合金化可减少铝合金中Sc的加入量 ,从而降低合金的成本     

中间层对SiCp/6063Al复合材料电阻点焊接头性能的影响

采用Sn3.0Ag0.5Cu中间层对低体积比SiC_p/6063Al复合材料进行电阻点焊,通过剪切试验以及SEM、EDS和XRD分析Sn3.0Ag0.5Cu中间层和点焊工艺对点焊接头组织及性能的影响。结果表明:Sn3.0Ag0.5Cu作为中间层可有效与母材形成混合熔核,显著改善母材直接点焊后熔核中SiC颗粒偏聚现象,在点焊电压和时间分别为124 V、2.2 s时,接头剪切强度达到100.17 MPa,断裂主要发生在熔核及熔核边缘母材处,断裂形式是以韧性断裂为主的混合断裂。因此,Sn3.0Ag0.5Cu中间层可有效提高低体积比SiC_p/6063Al复合材料电阻点焊接头的结合强度。     

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。