保温时间对TiAl合金与镍基合金扩散连接界面组织结构及连接强度的影响

采用纯钛箔做中间层扩散连接TiAl合金与镍基高温合金(GH99).利用扫描电镜、电子探针和X射线衍射等手段对界面产物及接头的界面结构进行分析.结果表明,GH99/Ti界面主要由四个反应层组成,分别为(Ni,Cr)ss,富Ti-(Ni,Cr)ss,TiNi和Ti2Ni.当保温时间较短时,Ti/TiAl界面反应层主要为Ti(Al)ss.延长保温时间,此界面反应层转化为Ti3Al和Al3NiTi2.随着保温时间的延长,TiNi反应层厚度持续增加,而Ti2Ni反应层厚度先增加后减小.随保温时间的延长接头的抗剪强度先增加后减小,然后又增加.由接头断口形貌可以看出,接头主要断裂于Ti2Ni反应层.     

镍基单晶高温合金TLP连接

采用自制的镍茯合金柔性布作为中间层合金对DD98单晶高温合金进行瞬态液相（TLP）连接,TLP连接在1473-1523K,0.5-24H真空条件下进行。利用光学显微镜、扫描电镜对接头的微观结构和化学成分进行观察和分析,利用电子背散衍射测定了连接层和基体之间的结晶学取向。结果表明接头区域由连接区,中间金属／基体金属界面扩散区、基体金属区组成,均匀化处理后的接头与基体上的γ‘沉淀相的尺寸趋于一致,连接层与基体之间的取向匹配良好。     

高温合金的扩散连接

文综述了高温合金扩散连接的发展状，所涉及的扬：高温合金扩散连接的必要性，扩散连接的基本概念、材料表面状态对接头质量的影响、中间层的作用及其选择、工艺参数的确定和数学模型化。在此基础上，提出发展数学模型、优化工艺参数的必要性。     

TiAl合金与镍基高温合金钎焊连接研究现状

Ni基高温合金以其优异的性能,如较高的强度、良好的抗氧化及抗腐蚀能力等,在飞行器领域得到了广泛应用。TiAl系高温合金因其熔点高、比强度高、密度低、抗蠕变性能好等优点,被认为是制造航天器和飞机发动机最有前途的工程材料之一。采用TiAl合金与Ni基高温合金钎焊构件取代部分Ni基高温合金,能更好地满足飞行器高速化、轻量化的发展要求。综述了TiAl合金与镍基高温合金的钎焊技术研究现状,通过对现有TiAl合金与镍基高温合金焊接性研究的分析,介绍了包括Ti基钎料、Ni基钎料等钎焊材料的选取,阐述不同钎焊材料与钎焊工艺接头界面物相形成机理,指出TiAl合金与镍基高温合金钎焊技术研究与发展过程中存在的不足,并展望了TiAl合金与镍基高温合金钎焊技术未来发展方向,为TiAl合金与镍基高温合金钎焊连接的相关研究和工程应用提供理论依据和技术支撑。     

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.     

镍基高温合金GH4099钎焊连接研究现状

镍基高温合金是航空航天领域的重要材料,广泛应用于发动机涡轮叶片、燃烧室等部件,其连接结构是影响整体性能的关键部位。钎焊是制造镍基高温合金零部件最常用的连接工艺,在此介绍了镍基高温合金GH4099的钎焊连接现状,从常用钎料、钎焊接头界面和力学性能等方面展开阐述,并对GH4099合金的未来钎焊连接研究方向和发展趋势进行了展望。     

GH99合金液相扩散连接界面组织分析

采用自制Ni-Cr-Si-B系列中间层对GH99镍基高温合金进行了液相扩散连接（TLP）,借助扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）等分析手段研究了焊接工艺参数以及中间层成分变化对接头界面组织的影响.结果表明,随着等温时间和焊接温度的增加,析出化合物的数量减少,接头组织更加均匀.接头中化合物的析出主要与降熔组元的扩散有关,中间层中B元素作为降熔组元,其含量的多少直接影响着接头化合物的形成数量;而Si元素由于在母材中的固溶度较高,其化合物在焊接过程中不易析出.     

镍基单晶高温合金瞬态液相连接接头的微观结构和结晶学取向

采用Ni-15Cr-3．5B非晶合金箔带作为中间层合金对镍基单晶高温合金进行瞬态液相（TLP）连接．利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜对接头的微观结构进行观察和分析,利用电子背散射衍射（EBSD）方法测定了连接区域和基体之间的结晶学取向．结果表明,接头区域由连接区、中间金属／基体金属界面扩散区和基体金属区组成,连接区中心形成M23B6＋γ和MB＋γ共晶,扩散区形成细小的A4382颗粒;均匀化处理后接头与基体的γ＇相的尺寸趋于一致;TLP接头等温凝固过程中,固／液界面向液相移动中外延生长,连接层与所连接的基体金属的结晶学取向一致．     

扩散处理对镍基高温合金大间隙钎焊接头组织和性能的影响

采用含有Nb、Al、Ti的镍基钎料钎焊大间隙K465镍基高温合金,研究扩散处理对接头组织和性能的影响。结果表明,钎焊状态下K465镍基高温合金大间隙接头组织由γ+γ′相,块状γ′相及硼化物、硅化物及硼碳、硅碳复合化合物构成,液相扩散处理有利于元素扩散,明显改善接头组织性能,固相扩散接头组织性能改善不明显。     

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.     

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.     

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.     

GH4141镍基合金的扩散连接工艺

对GH4141高温镍基合金的扩散连接进行了工艺研究，确定了扩散连接工艺参数对室温抗剪强度的影响，确定了获得优质接头的最佳工艺参数区间，即扩散连接温度r=990～1080℃，连接时间t=15～60min，连接比压力P=5～20MPa，选用Ni箔作为中间层，厚度为25um。通过SEM、EPMA和金相技术对接头微观组织进行了观察和分析。     

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．     

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 between nickel－base superalloy K24 and heat－resisting steel 1Cr11Ni2W2MoV

Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｂｏｎｄｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｎｉｃｋｅｌ－ｂａｓｅｓｕｐｅｒａｌｌｏｙＫ２４ａｎｄｈｅａｔ－ｒｅｓｉｓｔｉｎｇｓｔｅｅｌ１Ｃｒ１１Ｎｉ２Ｗ２ＭｏＶ￥ＺＨＡＮＧＪｉｅ；ＺＨＡＮＧＪｉｕｈａｉ；ＨＡＮＷｅｎｂｏａｎｄＬＩＺｈｕｏｒａｎ（...     

Diffusion bonding between nickel-base superalloy K24 and heat-resisting steel 1Cr11Ni2W2MoV

IntroductionSLlperalloyandheat-resistingsteelarenowwidelyusedasstructurematerialsinaerospace,a\-lationalldshipbuildingindustries.Nickel-basesuperalloywasfirstlyrevealedasanengineeringmaterialduringtheearly1960swhenitwasrecognizedasbeingsuitableforllledium-temperaturegasturbinel'l.Now.nickel-basesuperalloyhasbeenpracticallyusedinhigheffectiveturbinestosatisfytheincreasingdemandsforhighertemperatureenvironmentsIZI.Insomeaerospaceengines,theimpellersshouldserveattemperatureof1000C~1100C,andala…     

连接温度对TiAl/Ti3AlC2扩散焊接头界面结构及性能的影响

采用Ti/Ni复合中间层实现了TiAl合金和Ti₃AlC₂陶瓷的扩散连接,利用SEM,XRD等分析方法对接头界面结构进行了分析.结果表明,TiAl/Ti₃AlC₂接头典型界面结构为TiAl/Ti₃Al+Al₃NiTi₂/Ti₃Al/α-Ti+Ti₂Ni/Ti₂Ni/TiNi/Ni₃Ti/Ni/Ni₃(Ti,Al)/Ni₃Al+TiC_x+Ti₃AlC₂/Ti₃AlC₂.随着连接温度的升高,TiAl/Ti界面处的Ti_ss层逐渐减小,Ti₃Al化合物层逐渐变厚;TiNi化合物层厚度显著增加,Ti₂Ni和Ni₃Ti层厚度基本保持不变.接头抗剪强度随连接温度升高先增加后减小,当连接温度为850℃时,接头的抗剪强度最高可达到85.3 MPa.接头主要在Ni/Ti₃AlC₂界面及Ti₃AlC₂基体处发生断裂.     

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。