Ni-Si-B非晶态箔在16Mn焊接过程中的扩散行为

为了开发新型管道焊接技术,采用热模拟方法和显微组织分析技术,研究了一种Ni基Si、B非晶箔带在16Mn钢瞬时液相扩散焊(TLP)时的扩散行为.结果表明,该非晶合金箔带作为中间层,在试验焊接条件下具有较强的扩散能力,形成了冶金结合,但其成分设计还需要进一步优化,以提高扩散能力.     

不锈钢的瞬间液相扩散焊研究

采用热模拟和显微组织分析方法,对Ni-5%Si-3B非晶箔带在316L不锈钢瞬时液相扩散焊(TLP)时的扩散行为进行了研究.结果表明,Ni-5%Si-3B非晶合金箔带作为中间层材料,在实验焊接条件下中间层润湿性和铺展性良好,具有较强的扩散能力,形成了冶金结合,基本实现了316L的TLP连接.     

GH4413镍基高温合金液相扩散焊接头微观组织及性能研究

以BNi-2作为填充合金材料使用液相扩散焊对GH4413合金进行了连接,研究了在焊接温度为1 030 ℃和1 080 ℃,保温时间分别为30 min和60 min等不同焊接参数下GH4413镍基高温合金的接头微观组织、成分分布和显微硬度。扫描电镜(SEM)以及能谱分析结果表明,当焊接温度为1 080 ℃,保温时间为60 min时,钎缝组织中形成了性能良好的固溶体,并且随着焊接温度的升高和保温时间的增加,钎缝的宽度增加,钎料元素向母材中的扩散深度逐渐增加,在母材近缝区形成了金属间化合物。     

焊接温度对钛合金扩散焊接头组织与性能的影响

为解决Ti-Zr-Ni-Cu中间层脆性大、加工困难、缺陷多的问题,研究了采用Ni箔作为中间层的TC4液相扩散焊技术。基于Ni-Ti共晶点及TC4材料的相变温度点选择焊接温度。当焊接温度低于共晶点942℃时,界面以固相扩散为主,接头处存在较大孔隙,中间层Ni箔残留;当焊接温度高于共晶点942℃时,界面出现固液扩散过程;当焊接温度为970℃,保温时间为120 min,焊接压力为0.1 MPa时,钛合金加Ni箔中间层能实现有效连接,焊接接头抗拉强度达到946 MPa,接近母材抗拉强度。     

IC10单晶过渡液相扩散焊接头微观组织与力学性能

采用扫描电镜（SEM）和能谱分析仪（EDS）研究IC10单晶高温合金过渡液相（TLP）扩散焊接头微观组织演变．结果表明,接头由连接区和基体区所组成,连接区由等温凝同区和快速凝固区组成．快速凝固区可以通过延长保温时间的方法予以消除．随着保温时间从2h增加到8h,基体内的γ＇相尺寸达到了0．9μm．通过限制TLP扩散焊接头内晶界的形成,以及焊后固溶处理的方法可以有效提高接头的力学性能．在温度1000℃下,接头平均抗拉强度为507MPa．在温度1000℃、应力144MPa下接头持久寿命可达到120h以上．     

16Mn钢埋弧焊接头疲劳裂纹扩展速率的研究

对16Mn钢双面埋弧焊CT试样的焊缝、热影响区、母材及垂直焊缝方向的疲劳裂纹扩展速率进行了研究。结果表明,焊接接头的不同部位疲劳裂纹扩展速率不同,平均应力、焊接残余应力、金相组织对疲劳裂纹的扩展速率都有一定的影响。     

铝锂合金瞬间液相扩散连接接头的性能

采用纯Zn箔作中间层,对2195铝锂合金进行瞬间液相扩散焊(TLP),采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、显微硬度计和万能试验机等研究了焊接温度对接头的显微组织、元素扩散、物相以及力学性能的影响。结果表明：随着焊接温度的升高,接头焊缝处元素扩散更充分,组织更均匀,但焊接温度过高时,焊缝处会出现母材过烧和晶粒粗大的现象;接头焊缝处物相主要由Al、Al_0.71Zn_0.29和CuZn₂金属间化合物组成;随着焊接温度的升高,接头显微硬度总体呈下降趋势,剪切强度呈先上升后下降的趋势,当焊接温度为560℃时,接头剪切强度最大,为96.7 MPa。     

硬质合金/钢活性液相扩散焊接技术研究

为解决冲孔机硬质合金冲头由于焊接强度不够导致使用中冲头容易脱落,进而大大降低冲头的使用寿命的问题,采用Ti/Cu组合中间层的活性瞬间液相扩散焊(A-TLP)进行了"硬质合金/钢"的焊接试验,并在相同条件下与钎焊进行了对比,采用自制夹具与电子拉伸试验机相结合的方式进行了焊接接头剪切强度的检测。实验发现,对于"YG6X硬质合金/45号钢"的焊接来说,活性瞬间液相扩散焊(A-TLP)的焊接强度远高于钎焊,两种焊接接头的剪切强度分别为173.52 MPa和112.12 MPa。     

NM360钢与16Mn钢的焊接

为提高掘进机装载机构中部运输槽的耐磨性,将中阐运输槽面板由16 Mn钢改为耐磨钢NM360,通过对母材焊接性分析确定了合理的焊接工艺,从而解决中间运输槽面板与铲板体主立板的焊接技术问题.     

X70管线钢的瞬时液相扩散焊接头组织和力学性能

对X70管线钢进行瞬时液相扩散焊接,采用热电偶测温,氩气作为保护气,铁镍非晶体箔片作为中间层,在焊接压力3 MPa、双温焊接工艺条件下,分析不同保温温度和保温时间对焊缝接头金相组织和力学性能的影响。结果表明,高温1 210℃~1 230℃,保温1 180℃~1 200℃,保温时间4~8 min条件下,焊缝抗拉强度均强于母材。通过观察焊缝分析和拉伸断口形貌,保温温度和保温时间对中间层元素扩散效果影响很大。     

瞬间液相连接钛钢复合板及微观组织性能

用瞬间液相扩散连接方法,在650 ℃,2 Mpa压力下,真空保温2 h制备Ti-Al-304不锈钢复合板,并与550 ℃, 600 ℃ 真空热压扩散进行对比。采用SEM研究界面连接处的微观结构,选用EDS线扫描分析界面连接处的元素分布,利用XRD检测界面连接处的相组成。研究发现,瞬间液相扩散连接界面出现的位置与真空热压扩散不同,Al中间层可以起到阻止Fe元素向Ti基体中扩散形成Fe-Ti金属间脆性相的作用。该方法为研究钛钢复合板的制备提供了新思路。     

TiNi形状记忆合金与不锈钢TLP-DB接头界面组织及力学性能

采用AgCu金属箔作中间层,对TiNi形状记忆合金与不锈钢进行了瞬间液相扩散焊.分析了接头的显微组织、元素分布、物相组成等,研究了接头的显微硬度和不同工艺参数下的抗剪强度.结果表明,接头界面区由TiNi侧过渡区、中间区和不锈钢侧过渡区组成,主要相分别为Ti(Cu,Ni,Fe),AgCu,TiFe等.过渡区的显微硬度值高达500~650 HV,但中间区的硬度值只有大约120 HV.随加热温度的升高和保温时间的延长,接头抗剪强度均呈先增大后减小的趋势,最大抗剪强度为239.4 MPa.断裂发生在TiNi母材和AgCu中间层扩散界面上,断口为混合断裂形貌.     

碳钢-Cu箔中间层-304不锈钢瞬间液相扩散结合区组织与性能

用扫描电镜、能谱仪、显微硬度计和剪切试验等方法,研究了以Cu箔为中间层的碳钢/不锈钢双金属瞬间液相扩散结合区组织性能。结果表明,以Cu箔作中间层,采用冷拔-瞬间液相扩散复合法可实现碳钢与不锈钢之间的良好冶金结合,结合区抗剪强度可达到300 MPa以上。在铜/不锈钢界面,铜液沿不锈钢奥氏体晶界扩散,形成残余"孤岛"奥氏体组织分布于铜基体中;在碳钢/铜界面,沿界面形成连续的岛状富铁相,然后呈枝晶状向铜中间层有向生长;在一定温度和时间范围内随扩散时间延长或扩散温度升高,结合区富铁相增多,结合区硬度提高,抗剪强度也进一步提高。     

FGH97高温合金TLP焊接接头组织分析

采用BNi82CrSiB中间层材料对FGH97高温合金进行了过渡液相(TLP)焊,研究了焊接温度为1150℃不同保温时间条件下的接头组织.结果表明,随保温时间的延长,焊缝宽度逐渐增大,焊缝中等温凝固区γ固溶体的数量逐渐增多,而焊缝中央非等温凝固区树枝状γ/Ni2B共晶、γ/γ'共晶、Ni3Si、M23B6和Cr2B等物相逐渐减少并消失,最后形成致密的γ固溶体焊缝组织.同时,随保温时间的延长,焊缝两侧扩散区的宽度逐渐增大,且有针状、颗粒状和蠕虫状的M3B2型硼化物析出,且越远离焊缝,析出相的数量越少.     

20钢管高温钎焊与瞬时液相扩散焊接组织与性能

采用镍基钎料BN边和自主研制的铁镍基中间层合金进行了20钢管的焊接试验,以扫描电镜、能量散射X射线和电子探针分析了它们的焊缝组织形貌、成分分布以及焊接性能之间的差异。结果表明,采用镍基钎料BNi2高温钎焊20钢管,接头组织为典型的Ni固溶体钎缝特征,与母材组织存在明显的钎缝界限,接头区成分分布不均匀且有Si脆性相存在,接头无韧性;采用铁镍基中间层瞬时液相扩散焊接20钢管,可获得与母材相似并连续的接头组织,接头成分分布均匀且无Si脆性相生成,接头强度、韧性均达到母材水平,其性能远远高于高温钎焊。     

A two-step transient liquid phase diffusion bonding process of T91 steels

In this study,a two-step heating process is introduced for transient liquid phase( TLP) diffusion bonding for sound joints with T91 heat resistant steels. At first,a short-time higher temperature heating step is addressed to melt the interlayer,followed by the second step to complete isothermal solidification at a low temperature. The most critical feature of our new method is producing a non-planar interface at the T91 heat resistant steels joint. We propose a transitional liquid phase bonding of T91 heat resistant steels by this approach. Since joint microstructures have been studied,we tested the tensile strength to assess joint mechanical property. The result indicates that the solidified bond may contain a primary solid-solution,similar composition to the parent metal and free from precipitates. Joint tensile strength of the joint is not lower than parent materials. Joint bend's strengths are enhanced due to the higher metal-to-metal junction producing a non-planar bond lines.Nevertheless,the traditional transient liquid phase diffusion bonding produces planar ones. Bonding parameters of new process are 1 260 ℃ for 0.5 min and 1 230 ℃ for 4 min.     

碳钢-黄铜中间层-不锈钢液固相扩散结合区组织

用扫描电镜组织观察、能谱微区成分分析、X射线衍射等方法,研究了20钢—液相H62黄铜—304不锈钢液固相扩散结合区的组织.结果表明,通过碳钢、不锈钢与黄铜液相中间层的液固相扩散,低碳钢与不锈钢可以获得良好的冶金结合;在黄铜/不锈钢界面,液相黄铜中Cu,Zn原子沿固相晶界的扩散比较显著,形成网状黄铜包围奥氏体晶粒的组织;在碳钢/黄铜界面,固相向液相中的溶解比较明显,形成岛状富铁相分布于黄铜基体的组织;富铁相中含有较多的Cr和Ni元素,冷至室温仍为奥氏体.     

白铜/钢双金属管的瞬间液相扩散连接

用扫描电镜组织观察、能谱微区成分分析、显微硬度、剪切试验、反复弯曲试验等方法,研究了以H62黄铜为中间层的B10白铜/20钢双金属管的瞬间液相扩散连接.结果表明,在950～1 000 ℃扩散退火0.5～2 h,白铜与低碳钢可以获得良好的冶金结合;黄铜与白铜间成分连续过渡,形成跨越界面的晶粒组织;在钢/黄铜界面,温度较低、时间较短时,形成珠光体富集带;高温长时间扩散,Cu,Ni,Zn向Fe中扩散形成硬度较高的组织,使界面塑性下降.