高温合金GH4169真空扩散连接工艺

采用真空直接扩散以及加镍中间层对高温合金GH4169进行了连接,阐述了扩散连接工艺参数对接头界面和接头力学性能的影响,以孔隙的多少作为评价指标来说明工艺参数对接头的影响.GH4169的直接扩散连接,升高加热温度、延长保温时间和增大连接压力均会不同程度的使界面的孔隙数目减少、尺寸变小.连接温度1 100℃,保温时间90 min,连接压力40 MPa时,扩散孔隙基本消失,接头平均抗拉强度达到658MPa.采用镍中间层对GH4169进行扩散连接,接头塑性得到改善,接头抗拉强度得到明显提高;连接温度990℃,保温时间75 min,连接压力15 MPa时,接头抗拉强度达到840 MPa.     

镍基合金扩散焊研究进展

随着对镍基合金研究的不断加深,镍基合金材料的超塑性被相继发现,超塑成形与扩散连接的组合工艺得到了极大的发展和推广应用,所以镍基合金扩散焊的重要性及应用范围得到了极大提升。文中简要阐述了镍基高温合金扩散焊方式,并重点阐述了镍基高温合金扩散焊研究现状。目前镍基合金扩散焊的主要研究包括：扩散焊的工艺流程与参数研究、镍基合金扩散焊的焊材研究及镍基合金扩散焊中间层研究三个方面,扩散焊焊接接头易发生过早的脆性断裂,这主要与焊接过程中接头处成分不均匀有关;预处理、焊接温度、保温时间及焊接压力等工艺参数对接头性能有重要影响;有关镍基合金扩散焊中间层的研究处于不断深入的阶段。关于如何提高镍基合金扩散焊接头的各项性能,仍需进一步深入研究。     

镍基合金超塑成形与扩散连接技术研究进展

本文对镍基合金超塑成形与扩散连接技术的研究概况及取得的研究成果进行了综述 ,并根据镍基合金在航空航天中的应用情况 ,对镍基合金超塑成形 /扩散连接 (SPF/DB)技术在航空航天工业中的应用进行了探讨与展望。     

瞬时液相扩散连接在镍及镍基合金焊接中的应用

针对镍及绦基合金在焊接过程中易出现热裂纹和气孔等问题,介绍了其瞬时液相扩散连接.叙述了瞬时液相扩散连接的理论、温度、压力和中间层等重要参数,分析了瞬时液相扩散连接镍及镍基合金在的优越性.描述了瞬时液相连接技术在镍及镍基合金焊接中的应用情况,并展望了瞬时液相连接技术的应用前景.     

GH4169合金真空扩散连接接头的组织和性能

采用真空扩散连接技术对GH4169合金进行了焊接,分析了GH4169合金接头界面结构及扩散连接工艺参数对界面扩散孔隙及接头力学性能的影响.结果表明,GH4169直接扩散连接,在连接温度为950~1 150℃的范围内,随着温度的升高,连接时间的延长和连接压力的增大,界面的扩散孔隙数目逐渐减少,尺寸逐渐变小,接头抗拉强度达到658 MPa,但接头依旧有不连续的孔洞存在.采用铜中间层进行GH4169的扩散连接时,在界面处有固溶体层生成,接头抗拉强度得到明显的提高,最高可达745MPa.     

Ti2AlNb/GH4169真空扩散连接初步研究

在950℃、5MPa、1h的工艺条件下,分别添加Mo、Ta、Nb箔做中间层,对Ti2AlNb与GH4169真空扩散连接工艺进行了研究。利用扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）等方法对焊接接头成形机理进行了分析。结果表明,以Mo做中间层时接头开裂;以Ta、Nb做中间层时形成完整接头,其中,Ta或Nb中间层与Ti2AlNb连接良好,而与GH4169界面出现裂纹。     

TiAl/Ti/GH99扩散连接接头应力的数值模拟

利用有限元方法,对采用钛作中间层扩散连接TiAl基合金与GH99合金所得接头在冷却过程中所产生的应力分布情况进行分析,并研究了连接温度对应力分布特征及大小的影响.结果表明,在钛中间层与TiAl基合金和GH99合金的连接界面处均存在一定的应力集中,其中钛中间层与GH99合金的连接界面处应力相对较大.降低连接温度时,接头应力分布特征基本没有变化,但最大应力的数值随之减小.将模拟结果与试验结果进行对比发现,模拟结果与试验结果具有很好的吻合性.     

GH4141高温合金固溶处理过程中的晶粒长大行为

研究了固溶温度和保温时间对GH4141合金晶粒长大的影响,并建立了合金的晶粒长大模型。结果表明,合金在固溶温度≤1080℃时,晶粒长大不明显;当温度≥1100℃时,晶粒显著长大。不同固溶温度下,晶粒尺寸均在保温时间≤60 min时迅速长大;当保温时间>60 min后,随着保温时间的延长,晶粒长大趋势逐渐趋于平缓。建立的GH4141合金的晶粒长大动力学模型可以较好地预测合金在固溶处理过程中的晶粒尺寸演变规律。     

镍箔中间层厚度对GH4099合金固相扩散焊质量的影响

采用2, 4和 10 μm 镍箔作为中间层,在1 120 ℃/4 MPa/60 min焊接条件下,对高温合金GH4099进行固相扩散焊. 采用SEM,EDS分析接头形貌演变、元素迁移,并利用拉伸试验测试其力学性能. 结果表明,添加镍中间层能促进界面的孔洞闭合. 随着镍层厚度由10 μm降低至2 μm,界面处出现晶粒共生现象,元素扩散更加均匀,焊缝析出较大尺寸的强化相,接头抗拉强度提高,2 μm中间层接头平均抗拉强度达到1 180 MPa. 但随着中间层减薄,接头性能对表面粗糙度敏感,拉伸过程中母材对中间层拘束作用使接头塑性变形受到抑制,断后伸长率反而降低.     

GH4141高温合金热变形行为及组织演变

通过热压缩实验研究了经均匀化处理后的GH4141合金在变形温度为1000～1200℃和应变速率为0.01-5 s^-1条件下的热变形行为,构建了GH4141合金的热变形本构方程,并分析了热变形过程中微观组织的演变规律。结果表明,GH4141合金的峰值应力和峰值应变均随着变形温度的升高和应变速率的减小而显著降低。当变形温度为1100～1150℃时,由于动态再结晶的发生,动态软化逐渐与加工硬化达到平衡,流变应力基本不变,真应力-真应变曲线趋于平稳状态。基于Zener-Hollomon参数的双曲正弦模型可以很好地描述GH4141合金热变形过程中峰值应力与变形温度和应变速率的关系。GH4141合金热变形过程中的再结晶程度随着变形温度升高、应变速率减小和变形量增加而增加。当变形温度≥1100℃,应变速率为0.01～0.1 s^-1,变形量≥50%时,合金发生完全动态再结晶。     

以铜和Cu-Ti作为中间层的TiAl/GH3536扩散焊

采用铜箔和Cu-Ti合金作为中间层进行了TiAl和GH3536的扩散焊试验.以铜箔作为中间层在935℃/10 MPa/1 h参数下获得的焊缝组织以Ti（Cu,Al）2,AlCu2Ti和AlNi2Ti相为主,焊缝中存在裂纹.接头室温平均抗剪强度仅有31 MPa.以Cu-Ti合金作为中间层在935℃下采用三种不同参数进行了TiAl和GH3536的液相扩散焊试验.当加压3 MPa,保温10 min时,扩散焊缝中央还存在着宽度约5μm的残留相.保温时间延长至1 h,焊缝形成了较为均匀的分层组织,获得的接头室温抗剪强度最高,达180 MPa.增大压力至20 MPa,保温2 h获得的接头中出现AlNi2Ti相,接头平均室温抗剪强度下降至90 MPa.     

TiAl合金与镍基高温合金的扩散连接

采用钛为中间层,对TiAl合金与镍基高温合金（GH99）进了扩散连接.研究了扩散连接接头的界面结构和连接温度对界面结构及连接性能的影响,并对连接界面反应层的形成机制进行探讨.结果表明,GH99/Ti/TiAl的界面结构为：GH99/（Ni,Cr）ss/富Ti-（Ni,Cr）ss/TiNi/Ti2Ni/α-Ti＋Ti2Ni/Ti（Al）ss/TiAl＋Ti3Al/TiAl;随着连接温度的升高,各反应层厚度增加,接头的抗剪强度先增加后减小;在连接温度1 173 K,连接时间30 min,连接压力20 MPa时,抗剪强度最高为260.7 MPa.     

Diffusion bonding of a superplastic inconel 718SPF superalloy by electroless nickel plating

Although intimate contact can be obtained for diffusion bonding of a superplastic Inconel 718SPF superalloy under a low pressure of 7 MPa, the precipitates formed at the interface retarded achievement of a sound joint. The shear strength was only 41.5 MPa for an overlap length of 12 T (T=1.3 mm, sheet thickness). The diffusion bondability of this Inconel 718SPF superalloy was enhanced by electroless nickel plating. In this situation, the bonding shear strength increased to 70.4 MPa for the same overlap length of 12 T under the same bonding condition, regardless of the roughness of the surface to be bonded. Upon decreasing the overlap length from 12 to 6 T, the bonding strength remained constant.     

Diffusion bonding of titanium alloy to tin-bronze

The vacuum diffusion bonding of titanium alloy to tin-bronze has been studied and the feasibility and appropriate processing parameters have been investigated. The maximum tensile strength of the joints is bonded joint has been observed by SEM, X-ray and EPMA, and the main factors affecting diffusion bonding have been analyzed. The intermetallic compounds Ti2Cu and TiCu were formed near the interface. The width and quantity of the intermetallic compound increases with the increase of the bonding time. The formation of the intermetallic compounds results in embrittlement of the joint and the poor joint properties.     

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。