93W/Ni/Ta扩散焊接接头的显微结构和力学性能

采用真空扩散焊接的方法获得了93W/Ni/Ta扩散焊接接头。利用万能试验机测试焊接接头剪切强度,通过XRD,SEM,EDS对焊接接头的物相组成和显微结构进行了分析。结果表明,93W/Ni/Ta扩散焊接接头剪切强度随焊接温度和保温时间的增加而增加,最大值达到244 MPa。焊接接头主要由Ni/Ta和93W/Ni界面组成,界面处金属间化合物分别为hcp-Ni3Ta,fcc-Ni3Ta,Ni2Ta和Ni4W。接头断裂发生在Ni/Ta界面处,表明Ni/Ta界面为接头的弱结合处。焊接接头界面的形成主要分为物理接触、固溶体形成、金属间化合物形成和金属间化合物长大4个阶段。     

TC4/Ni/ZQSn10-2-3扩散连接

采用镍箔做中间层,在真空下对TC4和ZQSn10-2-3进行扩散连接.使用扫描电镜对接头的界面组织进行了研究.确定TC4/Ni/ZQSn10-2-3接头的界面结构是TC4/β-Ti/Ti2Ni/TiNi/TiNi31Ni/Cu(Cu,Ni)/ZQSn10-2-3.通过最优工艺试验,确定最佳工艺参数为连接温度830℃,连接压力10 MPa,连接时间30 min.此时接头最大抗剪强度为135 MPa,接头断口为带有一定塑性的结晶状形貌.通过x射线衍射对断口分析认为,断裂位于TC4/Ni界面处的金属间化合物TiNi3层.     

93W/Ni/Mo1接头的等离子活化扩散焊接研究

利用等离子活化技术对93W/Ni/Mo1进行真空扩散焊接,用剪切强度和显微硬度表征焊接接头的力学性能,对焊接界面和接头断口物相及微观结构进行表征分析。结果表明,焊接温度低于800℃时,焊接界面有孔洞,焊接温度高于800℃时,焊接界面良好。焊接接头的剪切强度随着焊接温度的升高先升高后降低,在焊接温度为800℃时接头强度最大为100.2 MPa。焊接温度低于800℃时,焊接界面发生扩散形成固溶体;焊接温度高于800℃时,Ni/Mo1界面生成MoNi高硬度金属间化合物,降低焊接接头结合强度。93W/Ni/Mo1焊接接头的断裂破坏主要发生在Ni/Mo1扩散界面。     

TC4/Cu/ZQSn10-2-3扩散连接接头微观分析

TC4/ZQSn10-2-3直接扩散连接时,结合区由于生成CuSn_3Ti_5,Cu_3Ti等金属间化合物及集聚的Pb质点,接头强度不高(τ_(max)=102 MPa),断口为脆性断口,并发生在靠近ZQSsn10-2-3侧;填加金属中间层铜时,TC4/Cu/ZQSn10-2-3扩散连接接头强度获得显著提高(τ_(max)=196 MPa),这主要是铜中间层有效地抑制了Sn,Pb等元素向TC4侧的扩散,减少CuSn_3Ti_5,Cu_3 Ti等金属间化合物相生成,断口具有一定塑性;TC4/Cu,ZQSn10-2-3最佳扩散连接参数为:连接温度830℃,连接压力10 MPa,连接时间30 min.

Abstract：

The experimental investigation on the diffusion bonding of TC4 to ZQSn10-2-3 was carried out in vacuum. CuSn_3 Ti_5, Cu_3 Ti and rich-Pb layer were formed at the interface zone. The maximum joint strength was 102 MPa. Brittle fracture was explored after shear test, and occurred proximity to ZQSn10-2-3 side. Using copper as the interlayer, element Sn and Pb can be avoid diffusing from ZQSn10-2-3 to TC4. Then there were little CuSn_3Ti_5 in the interface. Fracture had certain plasticity, and the maximum strength of joint was 196 MPa. The optimum bonding parameters were: bonding temperature T = 830 ℃ , bonding pressure p = 10 MPa and bonding time t = 30 min.     

40CrNiMo钢与93W4.9Ni2.1Fe钨合金的焊接性能分析

在三种不同焊接速度下,研究了40CrNiMo钢和93W4.9Ni2.1Fe钨合金激光焊接性能的差异。首先,通过对焊接件进行显微硬度测试,评价了其焊接工艺性能。然后,分析了激光焊接速度对焊缝区全貌、钢与焊缝熔合区微观形貌以及焊缝区钨颗粒的影响。结果表明:随着焊接速度的提高,由钢侧热影响区到远离热影响区的母材硬度开始急剧下降;钢侧热影响区中的母材硬度依然较高,但是熔合区和焊缝中的硬度却发生连续降低。此外,焊接速度较慢时,钢与焊缝熔合性能较好,焊缝中钨颗粒与基体的分离程度也较小。     

08Ni3DR钢焊接接头力学性能试验

针对某钢厂研制的08Ni DR钢板进行试验,根据确定的焊接工艺和焊接参数分别研究焊条电弧焊和埋弧自动焊焊接接头的拉伸性能、系列冲击性能等。各项力学性能表明,焊接接头综合力学性能优良,可满足温度不低于-100℃的低温压力容器的设计要求。     

TC4/ZQSn10-2-3直接扩散连接

对TC4/ZQSn10-2-3直接扩散连接进行了深入的试验分析.试验发现,连接温度和连接时间对接头抗剪强度具有相似的影响规律,在最佳工艺参数(830℃/10MPa/15min)下,接头抗剪强度最大可达102MPa.直接扩散连接接头结合区分为I区由CuSn3Ti5和Pb质点组成;II区由CuSn3Ti5,Cu3Ti和Pb质点组成;III区主要由β-Ti组成;IV区主要由α-Ti组成,同时还有少量β-Ti;TC4/ZQSn10-2-3直接扩散连接接头断口为脆性断口,断口表面相组成主要是CuSn3Ti5和Cu3Ti及析出的Pb质点.结果表明,断口表面相组成是造成接头力学性能不高的主要原因.     

Ni+Cu为中间层的TC4与ZQSn10-10的扩散连接试验分析

对钛合金TC4与铜合金ZQSn10-10异种金属扩散连接进行了试验研究.采用Ni Cu中间层时,其最佳工艺参数为连接温度850 ℃,连接时间20 min,连接比压力10 MPa,抗拉强度达到155.8 MPa.在TC4/Ni界面上,形成了成分逐渐变化的互扩散层.经微区成分分析可知,连接温度为800 ℃时,界面主要为Ni3Ti;850 ℃时,界面主要为Ni3Ti及NiTi;880 ℃时,界面主要为NiTi2,Ni3Ti及NiTi.通过EDS和XRD分析,接头强度主要取决于镍钛金属间化合物的种类及厚度.     

TC4/Ni/QAl10-3-1.5扩散连接研究

采用N i箔做中间层在真空下对TC4和QA l10-3-1.5进行扩散连接,用冷场发射扫描电镜(JEOL JSM 6700F)对焊接接头进行金相和能谱分析,用X射线衍射进行相分析,并进行硬度试验和接头拉伸试验。结果表明,在连接温度870℃,连接压力10MPa,保温时间60 m in规范下,N i做中间层能够实现TC4和QA l10-3-1.5扩散连接,其抗拉强度达到325 MPa。扩散连接界面形成了不同的分层结构,由形成了N iTi相,(N iTi+N i3Ti)相和N i(Cu)固溶体构成的扩散反应层。     

TC4/Cu/ZQSn10-2-3扩散连接工艺参数分析

采用纯铜箔作中间过渡层在真空下对钛合金TC4与锡青铜ZQSn10-2-3异种材料进行扩散连接,用扫描电镜对连接接头进行微观分析,用抗剪试验获得接头强度。结果表明:采用铜箔作中间过渡层,可防止一些低熔点组元的挥发,并且可以阻止某些元素(Sn、Ph等)向钛合金基体扩散,从而避免更多金属间化合物的产生,可以实现TC4与ZQSn10-2-3的有效连接,并且试样无明显变形;在连接压力P=10 MPa下,连接温度过低(过高)或连接时间过短(过长)均使接头性能(抗剪强度)较差;在最佳工艺参数下,连接温度T=830℃,连接时间t=30 min,连接压力p=10 MPa,可获得最高力学性能,接头抗剪强度T_(max)=196 MPa。     

镓中间层1420铝锂合金扩散连接界面组织与性能

采用机械加压的方法,在大气环境下开展镓中间层1420铝锂合金扩散连接试验;通过光学显微镜、扫描电镜和剪切强度试验等方法,研究了温度、压力、时间3个参数对界面组织和接头性能的影响规律。结果表明,温度越高,压力越大,时间越长,形成的界面组织越好,接头性能越高,且接头剪切断口形貌表现为越来越多的撕裂带,其规律与普通扩散连接相同。当温度520℃、压力11MPa、时间1h时,接头剪切强度达到81.6MPa。随着温度的增加和时间的延长,在界面附近形成了越来越宽的镓分布层,表明中间层镓沿晶界向母材的扩散距离越来越大,反映出原子扩散进行的越来越充分。但压力对此影响不大。     

Microstructure and mechanical properties of Ti-6Al-4V/Ti-22Al-25Nb joint formed by diffusion bonding

Ti-6Al-4V (wt.%) and Ti-22Al-25Nb (at.%) were joined by diffusion bonding at 950 °C and 15 MPa for 100 min, and the microstructure and mechanical properties of the resulting joints were investigated. The composition of the diffusion layer is B2/discontinuous α/α₂ layer/necklace-shaped β+α′ layer, where the content of any element at a given point mainly depends on the distance of the point from the interface and the phase type at the point. The tensile strength of the joint is 894 MPa, which is almost the same as that of the Ti-22Al-25Nb base alloy. The fracture surfaces on both sides of the joint are composed of two main regions. One region displays a relatively flat surface and fractures along the bonding interface. The other is composed of a moderate number of irregularly-shaped cavities on the Ti-6Al-4V side and many irregularly-shaped bulges on the Ti-22Al-25Nb side. Both regions result from fracture along the boundaries between β+α′ layers and α_p grains or from the transcrystalline fracture of α_p grains.     

Fe3Al/18-8扩散焊接头的组织特征分析

采用扫描电镜，X射线衍射仪和透射电镜分析了Fe3Al／18-8扩散焊接头的显微组织特征。结果表明，加热温度1040℃、保温时间60min、焊接压力15MPa时获得的Fe3Al／18-8扩散焊接头抗剪强度达226MPa。接头处形成具有三个扩散反应层的过渡区，其相结构依次由(FeAl Fe3Al)、Ni3Al相和α-Fe(Al)固溶体组成。显微硬度峰值为610HM，不存在FeAl2(820HM)、Fe2Al5(990HM)和FeAl3(1030HM)等脆性相，有利于保证Fe3Al／18-8扩散焊接头的组织性能。     

Study of diffusion bonding of Ti-6Al-4V and ZQSn10-10 with metal interlayer

The diffusion bonding was carried out to join Ti alloy (Ti-6Al-4V) and tin-bronze (ZQSn10-10) with Ni and Ni Cu interlayer. The microstructures of the diffusion bonded joints were analyzed by scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD). The results show that when the interlayer is Ni or Ni Cu transition metals both could effectively prevent the diffusion between Ti and Cu and avoid the formation of the Cu-Ti intermetallic compounds (Cu3Ti, CuTi etc.). But the Ni-Ti intermetallic compounds (NiTi, Ni3Ti) are formed on the Ti-6Al-4V/Ni interface. When the interlayer is Ni, the optimum bonding parameters are 830℃/10 MPa/30min. And when the interlayer is Ni Cu, the optimum bonding parameters are 850℃/10MPa/20min. With the optimum bonding parameters, the tensile strength of the joints with Ni and Ni Cu interlayer both are 155.8MPa, which is 65 percent of the strength of ZQSn10-10 base metal.     

Nb、Cu金属层厚度对Si3N4/Nb/Cu/Ni/Incone l600接头组织和性能的影响

采用Nb／Cu／Ni作中间层，在连接温度为1403K、连接时间为50min、连接压力为7．5MPa的条件下，采用不同尺寸的中间层进行了Si3N4陶瓷与Inconel 600高温合金的部分液相扩散连接。通过改变Nb层、Cu层厚度，研究了Cu层、Nb层厚度变化对Si3N4／Nb／Cu／Ni／Inconel 600接头的组织和性能的影响。研究发现，当Cu层厚度小于0．05mm时，随着Cu层厚度的增加，接头中的Cu—Ni合金层厚度增加，接头强度快速增加；当Cu层厚度超过0．05mm时，接头中的Cu—Ni合金层厚度由于压力的作用不明显增加，接头强度增加缓慢。随着Nb层厚度的增加，反应层厚度增加，接头的强度先增大后减小。     

Si3N4/Ni/TiAl扩散连接接头界面结构及性能

采用厚度为80 μm的镍中间层实现了Si3N4陶瓷和TiAl合金的扩散连接.采用扫描电镜(SEM),能谱检测(EDS)等分析方法确定了TiAl/Ni/Si3N4扩散焊接头的典型界面结构为TiAl/Al5Ni2Ti3/AlNi2Ti/Ni3(Ti,Al)/Ni(s,s)+Ni3Si/Si3N4.重点分析了连接温度对接头界...