TiAl／Ag—Cu／Ti／Ag—Cu／42CrMo钎焊接头界面组织及断裂特性

焊接材料：母材：TiAl合金（Ti-Al-Cr-PV合金）／42CrMo钢钎料：Ag—Cu／Ti／Ag—Cu复合轧制钎料     

气流磨处理钨粉的研究

采用气流磨对钨粉进行分散分级处理。研究发现,经气流磨处理后,钨粉的粒度分布变窄,比表面积增加,d10、d50、d90分别由处理前的2.02,4.43,9.95μm变为1.79,3.02,5.54μm,比表面积由1.754m2/g增大到2.569m2/g;通过扫描电镜分析发现,原有粉末的团聚现象基本消除,钨粉颗粒变成规则的近球形,分散性能良好;XRD分析表明,处理过程中无杂质新相生成。另外,处理参数对粉末性能有影响,而多次处理会获得粒度更加均匀、形貌更规则、分散性能更好的钨粉。     

TiAl/42CrMo感应钎焊接头力学性能及断裂特征

在Ar气保护条件下,采用Ag-Cu-Ni-Li钎料实现了TiAl基合金与42CrMo钢的感应钎焊。结果表明,在界面上有Ti₃Al,AlCuTi,AlCu₂Ti,Ag基固溶体、Ag-Cu共晶组织以及TiC等反应相生成。钎焊温度1000℃、保温30s,接头界面组织主要为Al-Cu-Ti的三元金属间化合物,拉伸测试中断裂发生在金属间化合物的内部;当钎焊温度890℃,保温时间30s时,接头室温抗拉强度、高温(400℃)抗拉强度分别达到309MPa,286MPa,拉伸测试中裂纹源于焊缝中金属间化合物粒子与Ag基体固溶体相界处,扩展到两侧母材界面的脆性相处发生断裂。     

钎焊技术的最新研究进展

以代表当今国际焊接技术发展水平的2002年美国芝加哥“国际焊接展示会(Welding Show 2002)”为背景，结合最新的文献资料，介绍了当今国际钎焊领域的新技术、新方向，分析了钎焊研究的新课题。同时指出，钎焊技术的研究已经过渡到数字化、模拟化的阶段，精密控制和钎焊机理的研究越来越成为关注的焦点。     

TiAl合金与异种材料的摩擦焊接

TiAl合金与42CrMo直接摩擦焊接性较差,为此分别引入高温合金GH3039、K418、N80A和纯镍N6作为中间材料,对TiAl-GH3039/K418/N80A/N6-42CrMo异种材料的摩擦焊接工艺进行了研究。采用硬度计、扫描电镜和电子万能试验机对焊后接头区域的硬度、组织和焊合区成分变化以及接头力学性能进行了分析。研究表明,TiAl合金与异种材料焊后接头中形成了复杂的多层状金属间化合物;TiAl合金与GH3039、N80A的摩擦焊接性较好,与K418、N6的摩擦焊接性较差;根据不同材料线膨胀系数随温度的变化规律、与TiAl合金摩擦焊接后接头的性能及其与42CrMo的摩擦焊接性,最终选择GH3039作为中间材料。通过引入中间材料,摩擦焊制备了TiAl合金涡轮-42CrMo转轴的异种材料整体转子,使得TiAl合金在涡轮增压器领域的应用成为可能。     

Ni-Cr合金真空钎焊金刚石界面反应的热力学与动力学分析

采用Ni-Cr合金钎料，适当控制钎焊工艺，实现了金刚石与钢基体的高强度连接。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)及X射线衍射结构分析了真空加热条件下，Ni-Cr合金钎料与金刚石之间的界面反应，探讨了钎料与金刚石界面处碳化物的形成机理。结果表明，Ni-Cr合金钎料中的Cr和少量Si在金刚石表面富集并与金刚石中的C发生反应生成Cr7C3、Cr3C2碳化物，其中Cr7C3呈笋状生长，Cr3C2呈片状，可能有少量SiC生成。金刚石与钎料的界面形成了金刚石＼SiC、Cr3C2＼Cr7C3钎料的梯度材料，实现了Ni-Cr合金与金刚石的冶金结合。     

TiAl/Ni基合金反应钎焊接头的微观组织及剪切强度(英文)

以Ti为中间层,对TiAl基金属间化合物与Ni基高温合金进行反应钎焊连接,研究反应钎焊接头的界面微观结构及剪切强度。通过实验发现,熔融中间层与两侧母材反应剧烈,生成连续的界面反应层。典型的界面微观结构为GH99/(Ni,Cr)ss(γ)/TiNi(β2)+TiNi2Al(τ4)+Ti2Ni(δ)/δ+Ti3Al(α2)+Al3NiTi2(τ3)/α2+τ3/TiAl。当钎焊温度为1000°C,保温时间10min时,所得接头的剪切强度最高为258MPa。进一步升高钎焊温度或延长保温时间,会引起钎缝组织中组成相粗化和脆性金属间化合物层的生成,从而导致接头剪切强度的降低。     

陶瓷壳型面层材料与Ti46Al1B阀门铸件的界面反应

分别采用Al2O3与Y2O3为壳型面层材料,离心铸造了Ti46Al1B(原子分数,%)合金阀门铸件,通过SEM,XRD以及气体分析等方法,确定壳型内表面物相组成、铸件与壳型反应层厚度以及合金的进氧情况,分析了壳型材料与Ti46Al1B合金的反应机理.结果表明,Y203和A120s壳型与合金的反应层厚度分别约为90和170 pm,使用Y203壳型时铸件进氧少,其热力学稳定性好于Al2O3壳型,与热力学计算结果相符.Y2O3壳型比Al2O3壳型更适合铸造Ti46Al1B阀门.     

凝固过程中TiAl合金与容器的界面化学反应的研究

通过对定向凝固过程中TiAl合金与氧化铝、氧化锆坩埚材料的界面化学反应进行研究,分析了夹杂物的分布规律以及反应机制。结果表明:氧化铝坩埚中的SiO2粘结剂与TiAl合金发生界面化学反应,使坩埚内壁的Al2O3颗粒脱落进入TiAl合金熔体,夹杂物在整个试样中呈弥散分布。TiAl合金与氧化锆坩埚的化学反应仅发生在合金试样表面,反应生成的黑色氧化锆具有较大脆性,并在试样表面形成厚厚的粘结层。     

活性元素Ti在CBN与钎料结合界面的特征

通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪研究了Ag-Cu-Ti钎料中的活性元素Ti在钎料与立方氮化硼（CBN）磨粒高温钎焊结合界面的扩散现象，并运用动力学分析对界面反应层的生长过程及反应激活能进行了探讨。结果表明：钎焊过程中，钎料中的活性元素Ti明显向磨粒侧扩散偏聚并发生化学反应，实现了磨粒与基体材料的牢固结合；钎焊CBN磨粒表面生成的TiB2和TiN化合物形貌接近平衡状态下生长的理想形貌；界面反应层在钎焊温度1153K～1193K，保温时间5min～20min之间依据抛物线生长法则所得扩散激活能值表明其生长过程主要受新生TiN影响。     

气流磨处理对钼粉物理性能的影响

研究了微型流化床对撞式气流磨处理对普通钼粉物理性能的影响。气流磨处理后,钼粉的松装密度、振实密度大幅提高;钼粉粒度分布变窄、d50明显减小;通过SEM分析发现,钼粉颗粒形貌均匀、团聚体全部被打开。另外经气流磨处理,适当调节分级器转速,可以在一定的范围内有效地调节钼粉的费氏粒度。总之,气流磨处理是改善钼粉物理性能的一种有效方法。     

生成相性质及其对TiAl合金/42CrMo钢钎焊接头力学性能影响

在钎焊温度1123~1273 K,保温时间120~1500 s参数范围内对TiAl合金与42CrMo钢进行了真空扩散钎焊.用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法对界面组织进行了分析,用图像分析软件工具测量了反应层厚度;采用纳米压痕仪和显微硬度仪对TiAl合金/42CrMo钢钎焊接头的两种母材和接头界面反应相进行了硬度测试,对结果进行了对比,为了确定接头的薄弱环节,进行了扫描电镜原位观察下的接头拉伸试验.结果表明,AlCuTi,Ti₃Al,AlCu₂Ti和TiC的硬度较高,而银的固溶体硬度较低;纳米压痕的硬度结果比显微硬度值略高;扫描电镜下的原位拉伸试验结果表明,Al-Cu-Ti系反应层在受外力作用下容易发生脆性断裂,为接头的薄弱环节.     

生成相性质及其对TiAl合金/42CrMo钢钎焊接头力学性能影响

在钎焊温度1123~1273 K,保温时间120~1500 s参数范围内对TiAl合金与42CrMo钢进行了真空扩散钎焊.用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法对界面组织进行了分析,用图像分析软件工具测量了反应层厚度;采用纳米压痕仪和显微硬度仪对TiAl合金/42CrMo钢钎焊接头的两种母材和接头界面反应相进行了硬度测试,对结果进行了对比,为了确定接头的薄弱环节,进行了扫描电镜原位观察下的接头拉伸试验.结果表明,AlCuTi,Ti₃Al,AlCu₂Ti和TiC的硬度较高,而银的固溶体硬度较低;纳米压痕的硬度结果比显微硬度值略高;扫描电镜下的原位拉伸试验结果表明,Al-Cu-Ti系反应层在受外力作用下容易发生脆性断裂,为接头的薄弱环节.     

喷丝板微孔电火花高效铣削加工工艺研究

采用简单电极丝加工高精度异形喷丝微孔,解决了高精度异形化纤喷丝孔电火花加工的关键技术。通过大量工艺实验,掌握了一种高效加工喷丝板微孔的工艺方法。结果表明:该工艺方法在保证微孔加工形状质量的前提下耗时更短,可明显提升电火花加工异形喷丝孔的水平,降低生产成本,缩小与国外喷丝板微孔电火花加工技术的差距,大大提升了市场竞争力。     

42CrMo钢亚动态再结晶行为研究

利用双道次热压缩的方法,研究了42CrMo钢在高温变形道次间隔时间内奥氏体的亚动态再结晶行为。基于试验结果,建立了42CrMo钢的亚动态再结晶动力学模型。讨论了工艺参数对亚动态再结晶晶粒大小的影响规律。结果表明,42CrMo钢很容易发生亚动态再结晶,道次间隔时间越长,材料软化程度增大,亚动态再结晶越明显。随着变形温度的升高、应变速率的增大,完全亚动态再结晶所需时间迅速减少;将亚动态再结晶动力学模型的预测结果与试验结果进行比较,二者吻合较好;变形温度越低、应变速率越大,亚动态再结晶晶粒越小。相同形变条件下,亚动态再结晶晶粒明显细于静态再结晶晶粒。     

加工TiNi形状记忆丝的新工艺

采用模拟试样研究了Ti/TiAl、Nb/TiAl和NbTi/TiAl 3种复合材料的界面特性。结果表明,爆炸试样的界面反应层厚度远小于热等静压试样的界面反应层厚度。在同一条件下热等静压成型的这3种复合材料,其界面差异明显:Ti/TiAl和NbTi/TiAl试样的界面反应层较厚,界面结合强度较高;Nb/TiAl试样的界面反应层较薄,界面结合强度较低。