镍作中间层脉冲加压扩散连接钛合金与不锈钢

采用纳米Ni粉、纳米Ni镀层、Ni箔作中间过渡层,对TA17近。型钛合金与0Cr18Ni9Ti不锈钢进行了脉冲加压扩散连接,接头抗拉强度分别达到了175,212,334MPa。在金相显微镜下,对拉伸断口形貌进行了观察和分析;利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射分析（XRD）测定了连接接头各区域内的微区成分和物相。结果表明,纳米Ni粉致密度不够高,纳米Ni镀层质量不够高,在很大程度上限制了接头强度的提高;Ni箔中间层的存在成功地阻止了Fe与Ti之间的互扩散,避免了形成脆而硬的Fe—Ti系金属间化合物。     

Ti-Nb作缓冲层的TiC金属陶瓷/不锈钢脉冲加压扩散连接（英文）

采用Ti-Nb中间层对TiC金属陶瓷和不锈钢06Cr19Ni10进行了脉冲加压扩散连接,以实现缩短焊接时间并缓解界面产物对接头的有害作用的目的。连接温度890℃,脉冲压力2~10 MPa工艺条件下,在4~12 min时间内即实现了陶瓷与不锈钢的有效连接,与传统扩散焊相比连接时间大幅缩短。对接头进行显微组织表征发现在反应界面处存在溶解了少量Nb的σ相以及溶解了Ni的α+β-Ti固溶体。在连接时间为10 min时得到了最大的剪切强度110 MPa。在剪切载荷下,接头沿着剩余的Ti/α+β-Ti界面扩展至陶瓷内部断裂。结果表明,脉冲加压扩散连接能在一定程度上缩短焊接时间,中间层Ti/Nb的合理选择能很好的抑制有害的金属间化合物的生成。     

钛/铜/不锈钢脉冲加压扩散连接接头组织及力学性能研究

为了提高钛/不锈钢扩散连接接头性能,缩短连接时间,抑制界面反应产物的过度生长,本文采用50μm纯铜箔做中间层,进行脉冲加压扩散连接。通过扫描电镜观察、万能拉伸试验和XRD分析对钛/铜/不锈钢接头界面组织和力学性能进行了分析。结果表明,当连接时间为120 s时即可得到可靠的接头。在钛/铜界面生成了Ti2Cu、Ti Cu、Ti3Cu4和Ti Cu4等金属间化合物层,而在铜/不锈钢界面生成了Fe-Cu固溶体。在拉伸载荷下,试样沿钛/铜界面反应产物发生脆性断裂,接头强度达到了340 MPa。     

Ti-Nb作缓冲层的TiC金属陶瓷/不锈钢脉冲加压扩散连接

采用Ti-Nb中间层对TiC金属陶瓷和不锈钢06Cr19Ni10进行了脉冲加压扩散连接,以实现缩短焊接时间并缓解界面产物对接头的有害作用的目的。连接温度890℃,脉冲压力2~10MPa工艺条件下,在4~12min时间内即实现了陶瓷与不锈钢的有效连接,与传统扩散焊相比连接时间大幅缩短。对接头进行显微组织表征发现在反应界面处存在溶解了少量Nb的σ相以及溶解了Ni的α β-Ti固溶体。在连接时间为10min时得到了最大的剪切强度110MPa。在剪切载荷下,接头沿着剩余的Ti/α β-Ti界面扩展至陶瓷内部断裂。结果表明,脉冲加压扩散连接能在一定程度上缩短焊接时间,中间层Ti/Nb的合理选择能很好的抑制了有害的金属间化合物的生成。     

表面纳米化钛合金与不锈钢脉冲加压扩散连接

采用高能喷丸（HESP）对TA17钛合金和0Cr18Ni9Ti不锈钢棒材的端面进行了表面自纳米化（SSNC）处理,在端面获得了一定厚度的纳米晶组织层。将钛合金和不锈钢的纳米化处理端面对接,在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行脉冲加压扩散连接。对接头进行了拉伸试验,并对断口和接头显微组织进行了研究分析。结果表明,接头强度高达384．0MPa,与在相同条件下获得的常规粗晶的接头强度相比,有显著的提高。接头在拉伸时发生脆性断裂,接头剖面的显微硬度随显微组织而变化。     

Cu作缓冲层的TiC金属陶瓷/304不锈钢扩散连接（英文）

对TiC金属陶瓷和304不锈钢进行真空扩散连接实验,并采用Ti/Nb/Cu中间层以实现活性连接并缓解接头残余应力的目的。对焊后接头进行详细的组织分析和力学性能测试来评估焊接工艺。分析发现在TiC金属陶瓷和304不锈钢之间形成明显的转变过渡区,界面反应产物为(Ti,Nb)、剩余Nb、剩余Cu以及Cu(s.s)。连接温度925℃,保温时间20 min,压力8 MPa下得到的接头剪切强度达84.6 MPa,此时脆性断裂发生在靠近界面处的陶瓷内部。结果表明,中间层Ti/Nb/Cu的合理选择能很好的降低金属间化合物对接头性能的有害作用,而且Nb对接头残余应力的改善起到关键作用,有效的提高了接头强度。     

以银为中间层扩散连接Ti-6Al-4V和304不锈钢的工艺窗口（英文）

由于钛合金具有高的化学活性,很难采用传统焊接技术进行连接。在钛合金和不锈钢熔焊过程中,钛容易与空气中的氮和氧反应形成脆性中间化合物,降低焊接接头的力学性能。因此,宜采用扩散连接钛合金。以银为中间层,研究扩散连接Ti-6Al-4V和AISI304不锈钢的工艺参数。通过搭接剪切实验和显微组织分析对接头质量进行评价。通过实验结果得到扩散连接的工艺窗口,为获得无缺陷接头工艺参数提供参考。在750-800°C时可以成功进行扩散连接。在5 MPa和90 min条件下焊接接头可获得最大搭接剪切强度。     

Zr基非晶合金与铜的扩散连接研究（英文）

利用Gleeble 3500热模拟试验机在添加和未添加扩散连接中间层条件下对Zr_(41.25)Ti_(13.75)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)块体非晶合金与纯铜的扩散连接性进行了研究。实验结果表明,在2种条件下均获得了无裂纹和空洞的良好的连接界面。通过能谱分析和电子探针分析,在连接界面处观察到明显的原子扩散,但原子扩散距离较窄。非晶合金中晶化相的出现促进了界面处原子的扩散。     

AZ31镁合金脉冲加压扩散连接

采用脉冲加压真空扩散连接工艺对AZ31镁合金进行连接.实验结果表明:脉冲加压真空扩散连接工艺可行,在施加5～8MPa的脉冲压力,在450℃保温90min的工艺条件下,其接头的抗拉强度最高达36 MPa,断口形貌呈现脆性断裂特性.     

用复合中间层扩散连接钛铝基合金与镍基合金

采用Ti／Nb和Ti／Nb／Ni复合中间层扩散连接钛铝基合金与镍基合金．采用扫描电镜、电子探针等手段对接头的界面组织及断口进行分析,采用抗剪强度测试对接头的连接强度进行评价．结果表明,在连接温度为900℃,连接压力为20MPa固定的情况下,采用Ti／Nb复合中间层,在连接时间为30min时,接头抗剪强度最高为273．8MPa,接头断裂于GH99／Nb界面;采用Ni／Nb／Ti复合中间层,在连接时间为60min时,接头抗剪强度最高为314．4MPa,接头断裂于Ti／TiAl界面的Ti3Al反应层．采用Ni／Nb／Ti复合中间层所得接头强度较Nb／Ti复合中间层有较大提高,且接头的断裂位置发生变化,说明镍中间层的加入,对缓解接头应力有一定的作用．     

铜中间层钛-钢扩散复合界面组织与性能

利用真空扩散焊方法制备了铜中间层钛-钢焊接接头,并采用OM、SEM、EDS、显微硬度和拉伸试验方法,研究了铜中间层钛-钢扩散复合界面组织和性能。结果表明,Fe、Ti原子在界面处发生了互扩散,钛侧形成α-βTi+αTi或βTi+α-βTi+αTi组织,钢侧发生脱碳并形成柱状晶组织;拉伸强度随扩散温度升高呈现先增加后减小的趋势,950℃、30 min扩散试样拉伸强度最高,达到262 MPa;拉伸断口具有塑性断裂区与脆性断裂区特征,并在断口上检测出TiC相。     

Ag做中间层TC4和双相不锈钢的扩散连接

采用50μm厚纯Ag箔做中间层对TC4钛合金和2205双相不锈钢进行了扩散连接。试验发现,在900℃、5 MPa、5 min连接条件下,可以成功实现母材的连接。在TC4-Ag界面,生成了Ti Ag化合物。在Ag-2205双相不锈钢界面,没有形成化合物,由于Ag-Fe之间的相互扩散形成了可靠的冶金连接。在拉伸载荷下,接头沿剩余Ag中间层发生失效,接头强度达到了680 MPa。在接头断口发现大量韧窝,说明接头呈韧性。     

钛／不锈钢相变扩散连接工艺研究

探讨了钛／不锈钢相变扩散连接的可行性及合适工艺参数,分析了影响相变扩散连接的主要因素及接头微观形态。     

铜中间层对铍/HR-1不锈钢热静压扩散连接组织性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、俄歇电子能谱(AES)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和材料试验机,分析了铜作中间过渡层材料时,热静压扩散连接铍/HR-1不锈钢接头的组织结构、微区成分和性能,探讨了扩散区成分,组织结构与性能的关系.研究表明:扩散迁移后的原Be/Cu界面是整个扩散连接区的最弱处,是试样的断裂位置;用铜作过渡材料后,较有效地阻碍了铍与不锈钢元素金属间化合物的生成,提高了扩散连接接头的性能.     

利用Ag箔作中间层实现Ti-6Al-4V钛合金/无氧铜的低温高强扩散焊接（英文）

在低温下,利用Ag箔作中间层对Ti-6Al-4V钛合金(TC4)和无氧铜(OFC)进行了扩散焊接。结果表明Ag箔中间层阻止了Ti-Cu金属间化合物的生成,改善了TC4/OFC焊接接头的界面组织结构和焊接强度。同时,Ag箔中间层的添加也降低了TC4/OFC接头的焊接温度。焊接界面从TC4侧到OFC侧依次是TC4基体,AgTi金属间化合物,Ag中间层,Ag-Cu固溶体和OFC基体。在工艺条件:T=700℃,P=10 MPa,t=60 min下,TC4/Ag/OFC焊接接头的抗拉强度为150 MPa,其值高于直接焊接时的抗拉强度。焊接接头断裂发生在Ag/OFC界面,并且呈韧性断裂。我们可以推测AgTi化合物的韧性性能优于Ag-Cu固溶体。     

钛合金／镍箔／不锈钢脉冲加压扩散连接界面结构及接合强度

采用纯镍箔作中间过渡层，在脉冲加压扩散连接工艺下，对TA17钛合金与0Cr18Ni9Ti不锈钢进行了连接试验，并测定了接头的拉伸强度。结果表明：采用镍箔作中间过渡金属的脉冲加压扩散连接，实现了钛合金与不锈钢的高效良好连接，接头抗拉强度达到了334MPa。采用金相显微镜和扫描电镜，对拉伸断口形貌进行了观察和分析；利用能谱仪（EDS）测定了拉伸断口各区域内的微区成分；并对拉伸断口进行了剥层试验。结果表明：拉伸断裂发生在Ni-Fe和Ni—Ti之间，Ni-Fe和Ni—Ti区均承载拉伸力，中间层Ni的存在成功地阻止了Fe与Ti之间的互扩散。     

纯铜作中间层的镁合金与不锈钢扩散-钎焊接头区的微观结构特征(英文)

以纯铜作中间层采用一种新型的两步式扩散-钎焊方法对AZ31镁合金和304L奥氏体不锈钢进行连接。304L与铜的固态扩散连接在850℃下进行20min,随后与镁合金在520℃和495℃进行不同时间的钎焊。对扩散-钎焊接头区的微观结构特征进行研究。在铜与304L钢之间形成没有缺陷存在的Fe-Cu扩散界面。在AZ31和铜之间形成Cu-Mg反应物。在接头处出现包含AZ31/Cu-Mg化合物/Cu/Fe-Cu扩散层/304L的层状结构。随着时间的延长,铜层的宽度降低,而Cu-Mg化合物层的宽度增加。形成的Mg-Cu化合物使AZ31和铜层之间的区域出现显微硬度的峰值。     

钛/铜中间层/钢扩散焊复合管界面组织与性能

以铜箔为中间层,采用拉拔—内压扩散法制备钛/钢复合管.利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X-光衍射仪和能谱仪对界面组织、断口形貌和成分进行分析,通过剪切试验测定界面的结合强度.结果表明,以铜箔作中间层,拉拔—内压扩散法实现了钛/钢的冶金结合;在钛/铜界面处发生了明显的原子扩散,并形成不同的扩散层;随着扩散温度和时间的增加扩散层的厚度逐渐增加;中间层的加入阻止了固相扩散中钛铁、钛碳脆性化合物生成;钛/钢界面的抗剪强度随着扩散温度的升高先增加后降低,铜层的加入使抗剪强度明显提高,最高可达310 MPa.     

瞬时液相扩散连接中间层的研究

中间层是实现瞬时液相扩散连接的主要因素,中间层成分的选择和其降熔元素的配比是保证中间层性能的关键。根据中间层的作用和选择要求,从理论上通过相图分析了最适合瞬时液相扩散连接的降熔元素的含量范围,指出连接接头允许的最大降熔元素含量Cr是扩散连接要实现的主要指标;为了提高效率并保证焊接接头质量,最佳的降熔元素含量应该在CαL1和CE之间;对高温性能比较稳定的合金,中间层降熔元素含量选择应接近CαL1,对高温敏感的合金则选择应接近CE。     

基于Ni中间层的钛与不锈钢电阻点焊

以100μm厚的Ni箔为中间层对钛与不锈钢进行了电阻点焊,观察并分析了接头熔核区域的组织特征,研究了焊接参数对Ti/Ni/SUS304接头熔核尺寸和抗剪力的影响。结果表明:在熔核端部外侧界面区Ti侧形成了(α-Ti)和Ti_2Ni相,靠近Ni侧形成了Ti Ni化合物;而在熔核区域的Ti侧、不锈钢侧和熔核内部分别观察到了(α-Ti)+TiFe层、(Fe)+TiFe_2层和TiFe+TiFe_2混合物;焊接接头的抗剪力随焊接电流、焊接时间、电极压力的增大呈先增大后降低的变化趋势,所得接头最大抗剪力约为5.62 kN。