TiZrNiCu钎料钎焊TZM合金与ZrC_p-W复合材料界面组织与性能

采用TiZrNiCu非晶钎料实现了TZM合金与ZrC_p-W复合材料的真空钎焊连接,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法分析了接头界面的微观组织结构、生成产物及钎焊温度对界面组织及接头性能的影响,确定了接头的断裂位置和断裂方式。研究结果表明:钎焊接头的典型界面结构为TZM/Mo(s,s)+Ti(s,s)+(Ti,Zr)_2(Ni,Cu)/Ti(s,s)+(Ti,Zr)_2(Ni,Cu)/(Ti,Zr)_2(Ni,Cu)/ZrC_pW。随钎焊温度升高,TZM一侧扩散层逐渐变宽,其内部的线状条纹变多、增宽,而钎缝逐渐变窄,靠近ZrC_p-W一侧反应层宽度变化不大,钎料向TZM一侧扩散增快、Mo及W颗粒向钎料中的溶解加快。接头的抗剪强度随钎焊温度升高先升高后降低,当钎焊温度为1020℃、保温10 min时,接头获得最大抗剪强度为121 MPa。断口分析表明,断裂位置位于TZM母材与钎缝之间的反应层,断裂方式为脆性断裂。     

钛基钎料钎焊石墨与TZM合金接头组织和性能研究

研究了钛基钎料钎焊石墨与TZM合金的钎焊组织。结果表明，使用钛合金箔为钎料能很好润湿石墨和TZM母材，通过界面反应和TLP扩散连接获得良好的钎焊组织。接头组织主要分为两层：Ti-TiC和Ti-Mo固溶体。热震循环试验证明接头再熔化温度高于1400℃，承受热应力而不失效。接头剪切强度为14．1MPa。     

Ti-Ni-Nb钎料钎焊βNb-Ti合金接头的微观组织及力学性能

采用65Ti-25Ni-10Nb (%,质量分数)钎料对体心立方结构的βNb-Ti固溶体合金进行钎焊,研究了钎焊条件对接头微观组织和力学性能的影响规律。研究发现,接头焊缝组织主要由{(Nb,Ti)+TiNi}共晶组织、(Nb,Ti)固溶体相、 TiNi相、 Ti_2Ni相和富Ti相组成。随着钎焊温度的升高和钎焊时间的延长,钎焊过程中钎料和基体中的合金元素发生互扩散,焊缝组织中的{(Nb, Ti)+TiNi}共晶组织和TiNi相逐向Ti_2Ni相转变,并在Ti_2Ni相内部逐渐析出富Ti相。同时,基体中的其他合金元素如Al, V和Cr元素向钎料中扩散。随钎焊温度的升高或保温时间的延长,钎焊接头的剪切强度呈先增加后降低的趋势。这主要是由于Ti_2Ni相具有较高的剪切模量,其含量的增加使钎焊接头的剪切强度增加,但随后Ti_2Ni相内部析出富Ti相使焊缝内应力增加,导致钎焊接头的剪切强度迅速降低。在1150℃钎焊15 min时, 65Ti-25Ni-10Nb/Nb-Ti钎焊接头的室温剪切强度可达到617.7 MPa。     

镀锡银钎料钎焊316LN不锈钢的接头组织及力学性能

通过在BAg34CuZnSn钎料(3.5%Sn,质量分数)基材表面刷镀微米锡层,采用感应钎焊方法对316LN不锈钢进行连接。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析基材表面锡镀层的结晶取向和界面形貌,以及316LN不锈钢钎焊接头的显微组织、物相组成、断口形貌,并借助万能拉力试验机测试了钎焊接头的力学性能。结果表明,基材表面锡镀层结晶晶粒呈现明显的(200),(112)择优取向。BAg34CuZnSn基材钎料和5.0%Sn含量镀锡银钎料连接的316LN不锈钢钎焊接头组织主要由Ag相、富Cu相、CuZn相、Cu_5Zn_8相组成;当镀锡银钎料中Sn含量为6.4%时,316LN不锈钢钎焊接头组织主要由Ag相、富Cu相、CuZn相、Cu_5Zn_8相、Cu_(41)Sn_(11)相和Ag_3Sn相组成。镀锡后316LN不锈钢钎焊接头的抗拉强度高于基材钎料连接的接头强度,且随着镀锡银钎料中Sn含量逐渐升高,316LN不锈钢钎焊接头的抗拉强度呈现先升高后降低的趋势。在镀锡银钎料中Sn含量为5.5%时,钎焊接头的抗拉强度最高,为415 MPa。镀锡不改变316LN不锈钢钎焊接头的断口特征,镀锡前后316LN不锈钢钎焊接头的拉伸断口均呈现以韧性断裂为主脆性断裂为辅的混合断裂特征。     

Cu基钎料钎焊紫铜的接头力学性能和微观组织

通过感应熔炼方法制备Sn含量不同的Cu基钎料,在不同工艺条件下对紫铜进行钎焊。采用DTA、XRD、SEM和拉伸性能测试等手段研究不同Sn含量的Cu-P-Ag 钎料和钎焊工艺对紫铜焊接接头性能的影响,比较Sn含量对焊料的熔点和焊接性能的影响,考察在630、670和730℃不同温度条件下以及不同Sn含量的钎料对焊接接头力学性能的影响。结果表明：适量的 Sn 含量和合理的焊接工艺可以改善焊接接头的微观组织,从而增强焊接接头的力学性能,在Sn含量为6%时钎料的焊接性能最好,抗拉强度达到210.32 MPa,经670℃焊接后可得到结合较为良好的焊接接头。     

Ti-25Cu-15Ni钎料钎焊的TA0钛接头界面微观组织及拉伸性能

采用真空电弧熔炼法制备钛基钎料Ti-25Cu-15Ni(at.%),通过DSC、SEM和XRD分析确认该钎料的焊接温度和微观组织结构及形貌。采用该钎料钎焊工业纯钛TA0,并分析焊接接头的微观组织结构。结果表明,该钎料主要由α-Ti和Ti2Cu共晶组织构成,在1 000℃焊接温度下,在钎料/焊接母材接头界面,有大量的Ti2Cu和TiNi化合物形成。同时,在靠近母材部分存在α-Ti+TiNi共晶组织,Ni元素扩散到钛合金母材中形成针状TiNi化合物,有利于连接强度的提高。测试了在1 000℃下的不同保温时间对试样拉伸强度的影响,结果表明,1 000℃下保温30 min制备的连接件最大拉伸强度为185.65 MPa。     

BNi73CrSiB-40Ni钎料的钎焊工艺性能及接头组织研究

为了解BNi73CrSiB—40Ni钎料的钎焊工艺性能，对该钎料进行了表面质量分析、化学成分分析及DTA测试，以GH3044，ЭП708高温合金为母材，研究了钎料的铺展面积、填充间隙能力、漫流长度等钎焊工艺性能。结果表明：该钎料具有良好的流动性能、良好的填充间隙性能，适宜大间隙和不等间隙接头的钎焊。该钎料的钎焊接头中有大量的固溶体组织，不同于常用钎料BNi82CrSiB的钎焊接头的组织。     

两种钴基钎料钎焊SiC陶瓷的接头组织和强度

设计了CoNi（Si,B）CrTi和CoFeNi（Si,B）CrTi两种成分的钴基钎料,对SiC陶瓷进行了钎焊试验。结果表明CoFeNi（Si,B）CrTi钎料可用于SiC陶瓷的钎焊。钎料/SiC界面由多层硅化物和TiC条带组成,钎缝中央的基体为Co-Fe-Ni-Cr-Ti-Si相和Fe-Co-Cr-Ni金属相,其上弥散分布着许多细小的TiC颗粒。在1150℃/10 min,采用120μm厚的CoFeNi（Si,B）CrTi钎料钎焊的SiC接头室温四点弯曲强度最高,为161 MPa,且该接头具有稳定的高温强度,室温、700和800℃下钎焊接头的三点弯曲强度分别为176,178和184 MPa。     

Zr对Ag-Cu-Ti钎料合金显微组织与力学性能的影响

通过非自耗电弧熔炼与氩气保护浇铸,制备Ag-50Cu-4Ti基钎料合金。采用差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、显微组织观察及力学性能测试方法,研究Zr含量对基体钎料合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,Zr含量的增加并不明显影响钎料合金的熔化温度,其熔点均为783℃左右。随Zr含量的提高,基体合金的显微组织发生明显变化,Zr的添加可降低基体合金中针状Cu3Ti相的体积分数与尺寸,促进弥散分布的(Cu,Ag)5(Ti,Zr)相形成,从而提高合金的维氏硬度与剪切强度。高温氧化实验表明,含Zr合金表现出相对基体合金更为优异的高温抗氧化性能。     

CoFeCrNiCu高熵钎料钎焊ZrB2-SiC/Nb接头组织及性能研究

采用CoFeCrNiCu高熵合金钎料实现了ZrB₂-SiC陶瓷与Nb合金的有效连接。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法分析了接头界面的微观组织结构、生成产物及保温时间对界面组织及接头性能的影响,确定了接头的断裂位置和断裂方式。研究结果表明：钎焊接头的典型界面结构为ZrB₂-SiC/Cr₂B/(Cr,Fe)₂B+fcc+Cr₂B+Laves+Cu₍(s,s))/Nb。钎焊过程中,Nb合金向液态钎料中的溶解量以及液态钎料中Cr向ZrB₂-SiC陶瓷富集的数量决定了钎焊接头界面组织的形成及其演化。随着保温时间的延长,ZrB₂-SiC陶瓷侧的Cr₂B反应层增厚,钎缝中Laves相随着Nb合金向液态钎料中的溶解量增加而增加。陶瓷侧界面反应层的厚度及形态和钎缝中Laves相的形态及分布共同决定着接头的抗剪强度。当钎焊温度为1160℃,保温60 min时,接头的抗剪强度最...     

TZM合金的组织及强化机理分析

采用粉末冶金法制备TZM合金,通过SEM和EDS检测手段观察其显微组织,并在此基础上分析TZM合金的三种强化,即固溶强化、第二相强化和形变强化的强化机理.     

含锑软钎料钎焊黄铜组织与性能的研究

为判断含锑钎料钎焊黄铜是否可行 ,研究了锡铅锑钎料钎焊H6 2黄铜时锑与锌的作用 ,并对其接头的组织与性能进行了深入分析。研究结果表明锡铅锑钎料钎焊黄铜的接头组织中未发现锌锑化合物相 ,含锑量0 2 2 %～ 0 .8% (质量分数 )的锡铅锑钎料钎焊黄铜未引起接头性能下降 ,认为可以钎焊黄铜。     

热处理对GH3128合金接头组织及力学性能的影响

 核能已经逐渐取代化石能源成为新一代能源,作为重要构件的高温气冷堆中间换热器得到了广泛关注。由于GH3128合金具有较好的焊接性、较高的高温抗氧化性能和组织稳定性,有望成为超高温气冷堆中间换热器的候选材料,但基于换热器结构复杂性以及密封性的要求,焊接是其生产和制造的关键成形手段。采用脉冲钨极氩弧焊(GTAW)对GH3128合金2 mm板材进行对接焊,研究了热处理对焊接焊接接头显微组织以及应力的影响。结果表明,在优化焊接工艺参数下,固溶态板材接头表现出最高的强塑性,室温及高温拉伸断裂位置均为母材。由于热轧态与固溶态板材接头热影响区在焊接过程中产生残余应力,导致该区硬化,在高温变形过程中残余应力诱发热影响区μ相析出,对接头持久、蠕变性能造成不利影响。焊后热处理消除了接头热影响区的残余应力,减少了持久、蠕变过程中μ相的析出,接头持久寿命得以改善。在1 200 ℃下,残余应力可为焊后热处理过程中静态再结晶提供激活能,接头热影响区发生再结晶,硬度下降,接头塑性变形能力不协调,导致室温拉伸与950 ℃拉伸断裂位置均为焊接接头。对固溶态板材试样进行不同的焊后热处理,EBSD扫描结果分析发现,接头经过1 100 ℃×10 min热处理后,残余应力明显消失,温度升高至1 140 ℃后,热影响区开始发生再结晶。     

Inconel 718高温合金SMAW焊接接头组织及力学性能研究

对Inconel 718镍基高温合金进行焊条电弧焊(SMAW)焊接试验,研究其接头显微组织和力学性能。结果表明,焊接接头由五部分组成,分别为焊缝区、细晶区、不完全再结晶区、粗晶区以及基体;由于焊缝区有大量Laves相的存在,导致焊缝区为焊接热影响最薄弱的区域,拉伸试样断裂位置在焊缝处;显微硬度测试表明焊缝区硬度最低,母材硬度最高。     

微量Si元素对Sn-0.7Cu钎料组织及钎焊性能的影响

研究了Si元素对Sn-0.7Cu钎料合金钎焊性能的影响。采用感应熔炼工艺制备出Sn-0.7Cu-x Si (x=0,0.1,0.3,0.5,0.75,1.0;%,质量分数)钎料合金,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计及万能拉伸实验验机等分析测试方法研究了Sn-0.7Cu-x Si钎料微观组织、界面形貌、熔化特性及力学性能。研究结果表明：加入0.1%的Si元素后,晶粒明显细化,共晶相增多,界面层厚度降低,此时硬度及抗拉强度达到最大值(HV_0.025 11.38,37 MPa);随着Si含量的继续增加,Sn-0.7Cu-x Si钎料合金晶粒逐渐粗化,共晶组织减少,同时过量黑色的Si颗粒聚集,界面处化合物层厚度不断增加;钎料的熔点随着Si含量的增加无明显变化,过冷度逐渐降低,当Si元素添加量超过0.5%后趋于稳定,相比于Sn-0.7Cu钎料合金降低了46.5%;Sn-0.7Cu-x Si钎料合金的润湿性随着Si含量的增加先升高后降低,在Si元素含量为0.5%处润湿面积最大(93.71 mm²),显微硬度及剪切强度逐渐降低。     

等温锻造模具用TZM合金高温力学性能研究

采用粉末冶金法制备了TZM合金。研究了TZM合金的高温拉伸性能、高温断裂韧性以及高温持久性能。结果表明,当试验温度不低于1 100℃时,随着试验温度的提高,TZM合金拉伸强度降低,塑性增加,断裂机制为韧性断裂;试验温度为1 100℃时,随着加载应力的增加,TZM合金持久寿命逐渐降低;同样试验温度下,TZM合金高温断裂韧性良好。TZM合金较现有国产等温锻造模具材料的高温性能良好,可用作1 100℃甚至更高温度下的等温锻造模具材料。     

SnAgCu-xEu钎料润湿性能及焊点力学性能研究

采用润湿平衡法研究SnAgCu-xEu无铅钎料在Cu基板表面的润湿性能,分析SnAgCu-xEu焊点的力学性能和断口形貌。结果表明,Eu的添加可以显著改善SnAgCu钎料和焊点的性能,随着Eu含量的增加,钎料的润湿时间和润湿力、焊点力学性能先增加后减小,Eu的最佳添加量为0.04%左右时,SnAgCu-0.04Eu焊点力学性能最佳,提高幅度为25%,焊点断口分布均匀细小的韧窝,焊点断裂模式为韧性断裂。