真空钎焊纯铝用铝基钎料及其钎焊接头性能研究

采用铝基钎料对工业纯铝进行真空钎焊,分析研究了铝基钎料的Si含量、钎焊工艺参数对钎焊接头的强度、硬度和耐蚀性等性能的影响,探索其钎料的最佳硅含量及钎焊工艺参数组合.结果表明,钎料中的最佳Si含量为12wt％,最佳钎焊加热温度为620℃,保温时间为20min.     

Ni元素扩散行为对硬质合金/钢钎焊接头力学性能及微观组织的影响

本文采用不同含量的Ni元素的钎料对YG15硬质合金与35CrMo钢进行了钎焊,分别研究了Ni元素含量,钎焊温度以及有无超声作用等因素对接头力学性能与微观组织的影响,研究表明钎焊温度为800°C时随钎料中含Ni元素的增加,界面处可获得连续的α-Cu固溶体层,当钎料中Ni元素含量为4.7%时,其接头剪切强度最高,为295MPa。发现钎焊温度将影响Ni元素的扩散行为,从而影响界面处贫Co区的宽度,在温度为730℃时贫Co区宽度最小,其接头剪切强度值也最高,为350MPa。施加超声可以使增加贫Co区宽度,降低共晶组织含量,并使得WC颗粒迁移进入钎缝金属。当超声时间为30s时,贫Co区宽度为17.5μm,接头剪切强度为378MPa,比无超声时接头强度提高6%。     

Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头显微组织与力学性能

研究了Ag元素对Zn-Al钎料显微组织的影响,添加Ag元素能够细化Zn-Al钎料显微组织.结合钎焊接头力学性能、钎焊接头显微组织以及断口形貌,分析了Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头的断裂机理.在外力作用下,钎缝显微组织中脆硬的块状CuAl₂相与其周围组织难以实现同步协调变形,在CuAl₂相边缘容易产生应力集中,从而萌生裂纹源,这是Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头发生断裂的主要原因.添加Ag元素后,钎缝中块状CuAl₂相尺寸变小,应力集中倾向降低,对应的钎焊接头强度提高.当Ag元素添加量为3.3%(质量分数)时,钎焊接头强度达到最高,其对应的断口形貌中韧窝状形貌大而深.     

氧化铝陶瓷与低碳钢钎焊接头的力学性能

为实现Al2O3陶瓷与低碳钢的可靠连接,分析影响接头力学性能的因素,测试了Al2O3陶瓷/AgCuTi/低碳钢钎焊接头的抗剪强度,通过SEM及EDS对断口形貌、成分进行分析,确定了断裂路径.结果表明,随着钎焊温度的升高或者保温时间的延长,接头的抗剪强度都呈先增大后减小的趋势.当钎焊温度为900℃,保温时间为5 min时,接头抗剪强度达103MPa.此时,断裂大部分发生在Al2O3陶瓷母材,小部分发生在Al2O3陶瓷/钎料界面处,且均为脆性断裂.     

紫铜感应钎焊接头组织及性能

以紫铜板材为对象,利用Sn-58Bi和Sn-0.7Cu钎料对紫铜进行感应钎焊实验,保温不同的时间,采用光学显微镜、显微硬度计、接合强度测试仪等方法对钎焊接头进行组织分析和性能测试。结果表明,利用Sn-58Bi和Sn-0.7Cu钎料和感应钎焊技术可以实现紫铜的连接。Sn-58Bi感应钎焊接头界面处均形成了一层薄而连续的金属间化合物Cu6Sn5。随着保温时间的增加,焊缝中富Bi相逐渐减少。Sn-0.7Cu钎料接头的显微硬度在保温时间为10 s时最大。随着保温时间的增加,金属间化合物层厚度逐渐增加,接头强度随之降低。     

TiAl基合金真空钎焊接头组织性能分析

采用Ti37.5-Ni37.5-V25钎料作为中间层对TiAl基合金(Ti-42.5Al-9V-0.3Y)进-真空钎焊,研究在不同钎焊温度下接头组织性能的变化情况;结果表明,真空钎焊后接头的厚度由原来钎料的200μm增加到400 μm,说明接头发生强烈的化学反应,同时随着钎焊温度的增加,接头的界面形态和剪切强度有很大的变化,钎焊温度低于1 220℃时,界面反应不完全,焊缝中心残留未完全融化的钎料,温度高于1 220℃时,界面反应完全,焊接接头由钎缝中心区、致密网状区和不连续析出区三个区域组成;在1 220℃、10 min条件下得到良好的接头,剪切强度达到196 MPa.     

La对Sn-Ag-Cu无铅钎料与铜钎焊接头金属间化合物的影响

研究微量稀土La在钎焊和时效过程中对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料与铜基板的钎焊界面及钎料内部金属间化合物(IMC)的形成与生长行为的影响.结果表明:钎焊后钎焊界面形成连续的扇形Cu6Sn5化合物层,其厚度随La含量的增加而减小;在150℃时效100h后,连续的Cu3Sn化合物层在Cu6Sn5化合物层和铜基板之间析出,且Cu6Sn5层里嵌有Ag3Sn颗粒;界面金属间化合物总厚度随时效时间的延长而增厚,且在相同时效条件下随La含量的增加而减小;时效过程中金属间化合物生长动力学的时间系数(n)随着La含量的增加逐渐增大;钎焊后钎料内部Ag仍以共晶形式存在,时效后Ag3Sn颗粒沿钎料内部的共晶组织网络析出.     

TC4/TNM钎焊接头界面组织及性能

采用Ti-25.65Zr-13.3Cu-12.35Ni-3Co-2Mo(wt.%)非晶箔带钎料在900 ℃~1020 ℃/10 min工艺下真空钎焊连接TC4和TNM合金,并系统研究了TC4/TNM钎焊接头的界面组织和形成机理以及钎焊温度对界面组织和剪切强度的影响规律。结果表明：钎焊温度900～980 ℃时接头的组织为TC4/细小网篮状(α+β)-Ti/γ-(Ti,Zr)2(Cu,Ni) + α-Ti/Ti3Al/TNM,随钎焊温度升高,钎缝中硬脆的γ相减少、韧性的α-Ti增加。钎焊温度1000 ℃和1020 ℃时,接头的界面反应层由三层演变成两层且对应的物相分别是韧性差的粗针状(α+β)-Ti和Ti3Al,粗针状(α+β)-Ti随温度升高进一步粗化。钎焊接头剪切强度随温度升高先增加后减小,钎焊温度980 ℃时剪切强度达到最大值494.83 MPa。剪切测试的钎焊接头均脆性断裂于TNM侧的钎缝中。     

65Mn带锯钎焊接头失效分析及对策

对生产中65Mn带锯钎焊接头断裂的问题进行了失效分析,通过对接头的化学成分、金相组织及断口的扫描电镜分析、接头的力学性能测试,找出了断裂原因,研制了新的铜基钎料,解决了这个问题。     

经济型铁素体不锈钢与耐候钢异种金属接头的耐蚀性能

采用ER-309焊丝焊接了T4003与Q450NQR1耐候钢、Nirosta4003与Q450NQR1耐候钢两种异质接头,用金相方法分析了母材和接头的显微组织,通过盐雾腐蚀试验及电化学极化曲线测量对异种金属焊接接头的耐蚀性能进行了评价。结果表明,对T4003和Nirosta4003铁素体不锈钢同种金属所形成的焊接接头而言,焊缝的耐蚀性能均优于对应的母材,但热影响区的耐蚀性能变差。对T4003和Nirosta4003铁素体不锈钢与Q450NQR1耐候钢焊接形成的异质接头而言,焊缝的耐蚀性能下降。在盐雾状态下,同种金属焊接所形成的焊缝与母材的耐盐雾腐蚀性能水平相当,耐蚀性能较好;T4003和Nirosta4003不锈钢与Q450NQR1耐候钢焊接而成的异质接头腐蚀较为明显,尤其是耐候钢一侧的腐蚀较为严重,出现了大量的腐蚀坑。在异种金属所形成的焊接接头中,不锈钢母材、热影响区、焊缝以及耐候钢母材由于腐蚀电位差的不同形成原电池,致使耐候钢母材的腐蚀加剧。     

微量稀土对HAl77-2铜合金组织及耐腐蚀性能的影响

采用光学显微镜和常规力学性能测试分析了微量稀土对HAl77-2铝黄铜组织和力学性能的影响,结合静态腐蚀实验研究了添加稀土后合金耐腐蚀性能的变化,并利用扫描电镜、能谱分析和XRD等方法对腐蚀产物层进行了分析。结果表明：添加适量稀土可以使铝黄铜晶粒细化,强度提高,但塑性有所下降;在3.5%NaCl 溶液中,含稀土铝黄铜比不含稀土的铝黄铜耐蚀性能好,表面形成一层致密且与基体结合牢固的腐蚀产物层,其主要成分：内层为Al₂O₃和稀土氧化物,外层为 Cu、Zn的碱式氯化物和氯化物;而在3.5%NaCl+0.05%S^2-溶液中,添加稀土虽能改善腐蚀产物层结构,但膜层已被Cu₂S严重脆化,合金耐腐蚀性能反而略有下降。     

Zn-Al合金镀层耐蚀性研究

在碱性锌酸盐镀锌液中加入氧化铝和自制添加剂,获得了光亮Zn-Al合金镀层.采用中性盐雾实验、5％氯化钠溶液浸泡实验、电偶腐蚀实验、循环伏安曲线图和Rp-t曲线对Zn和Zn-Al合金的耐蚀性进行了探讨,结果表明,ZnAl合金镀层的耐蚀性优于锌镀层的耐蚀性,可用作钢铁件高耐蚀性镀层.     

全光亮镍磷合金镀层的耐蚀性

采用个性盐雾实验、浸泡实验和阳极极化曲线测试了全光亮镍磷合金镀层耐蚀性.盐雾实验表明：磷含量为128mass%～153mass％的镀层耐蚀性能最好，磷合量提高到201mass％后，耐蚀性下降；热处理温度在200℃以下时，对镀层耐蚀性影响不大，超过300℃以上，镀层耐蚀性明显下降；浸泡实验表明Ni-P合金镀层与1Cr18Ni9Ti相比，在酸性、碱性和氯离子水溶液中耐蚀性能较好，但不耐硝酸、硝酸盐等强氧化性介质的腐蚀；阳极极化曲线测试表明，磷含量为12.8mass％的镀层在10％HCl、5％NaCl、20%NaOH和3.5％FeCl-3溶液中，均表现出了优异的耐蚀性能.磷合量为20.1mass％高磷镀层在20％NaOH中耐蚀性能优异.      

过共晶ZA合金焊缝的耐腐蚀性

借助于光学显微镜、电子分析仪等分析手段，以过共晶AZ合金为母材，通过对氧乙炔、TIG焊缝及母材的耐腐蚀性试验，对不同焊缝在NaCl溶液中的耐腐蚀性进行了研究。结果发现焊缝的耐腐蚀性高于母材，其中TIG焊缝的耐腐蚀性高于氧乙炔气焊焊缝，焊缝的耐蚀性完全能够达到使用性能要求。     

苏打盐土中低碳钢的自然腐蚀规律

由土壤中不同腐蚀程度钢片的电化学极化曲线,求得不同阶段的平均腐蚀速度。用显微观察、X衍射分析等方法对腐蚀表面、腐蚀产物进行观察研究,推测钢铁在土壤中的自然腐蚀速度不仅受环境的影响,还受到钢铁腐蚀过程中不同阶段的制约,并与腐蚀产物的量、形态结构、风化程度有关,是这些因素综合作用的结果。     

Ni对304不锈钢焊接接头耐蚀性能的影响

采用电化学方法和浸泡实验,研究了Ｎｉ对３０４不锈钢焊接接头的均匀腐蚀、小孔腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀破裂等性能的影响。发现Ｎｉ的加入,可减少均匀腐蚀率、活化状态时的晶间腐蚀率和提高孔蚀电位Ｅｂ值,抑制阳极活性溶解。然而加钝化状态时的晶间腐蚀倾向,并对应力腐蚀无改善作用。     

超声电沉积铜叠层膜及其耐腐蚀性能研究

采用超声电沉积法制备了一种纯铜叠层膜,用扫描电镜、X射线衍射分析、腐蚀失重实验以及电化学测试等手段分析了其显微组织与耐腐蚀性能。结果表明:得到的铜叠层膜每层厚度约为0.3μm,微观结构极为致密;其(200)与(111)晶面取向明显增强,(220)取向则显著减弱。其在20%HNO_3溶液中开始冒气泡的时间(380 s)比普通电沉积铜薄膜(148 s)延迟了近3倍,腐蚀速率明显降低;电化学测试表明,其自腐蚀电位明显高于普通电沉积铜薄膜,自腐蚀电流仅为后者的不到1/5,说明其耐腐蚀性能得到了显著提高。     

Cl-浓度对CrCoMo不锈钢耐蚀性能的影响

循环极化研究了CrCoMo不锈钢在去离子水和不同浓度NaCl溶液中的腐蚀行为，探讨了Cl-浓度对其耐蚀性能的影响。结果表明，在NaCl溶液中，CrCoMo不锈钢的耐蚀性能变差，且随着Cl-浓度增加，耐蚀性能降低；腐蚀形貌呈现孔蚀特征。第二相沿晶界析出及夹杂物的存在，使CrCoMo不锈钢表面难以形成完整钝化膜。      

碳钢在不同类型海底沉积物中的腐蚀行为

采用弱极化曲线拟合和交流阻抗测量技术,研究了低碳钢在3种不同颗粒度的海底沉积物中的腐蚀行为.得到了有关的腐蚀速度和电化学参数,并初步探讨了腐蚀机理.