钛/钢异种金属焊接的研究现状

实现钛与钢异种金属间的有效连接比较困难。为了探寻钛/钢的有效连接方法,在分析钛/钢异种材料的焊接性基础上,对钛/钢异种金属间的激光焊、电子束焊、激光-电弧复合焊等研究现状进行探讨。生成于接合界面的脆性金属间化合物是严重限制钛/钢异种金属接头性能的主要因素;选用合理的焊接工艺和添加适宜的中间层是实现钛/钢有效连接的重要途径。提出采用双层或多层金属的中间层来抑制界面金属间化合物生成是今后的研究方向。     

钛-不锈钢扩散焊接界面研究

由于钛与不锈钢之间热膨胀系数不同,采用传统熔焊方法生产的钛-不锈钢复合材料界面处的成分、力学性能和结构不均匀。研究表明,直接将两种材料复合,界面处会形成Fe—Ti及Fe—Cr-Ti基金属间化合物,复合材料的力学性能降低。添加中间层可改善复合材料的界面状况。     

钛合金和不锈钢的扩散焊接

对TA17钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接接头强度进行了实验研究.采用恒温恒压扩散焊、相变超塑性扩散焊和脉冲加压扩散焊实现了钛合金和不锈钢的焊接,测试了焊接接头的强度,并对接头进行了金相观察.结果发现:3种接头的强度都达到了264 MPa,且接头为多层次的多相组织.物相分析发现钛合金-不锈钢接头中存在Fe2Ti和σ-(FeCr)两种脆性金属间化合物.脉冲加压扩散焊能促进扩散过程,减少金属间化合物的形成,改善其分布,是一种较有前景的扩散焊方法.     

Fe3Al/18-8不锈钢扩散焊界面附近的元素扩散

对Fe3Al/18-8钢扩散焊界面附近元素的分布进行计算并通过电子探针(EPMA)进行实验测定,结果表明,界面附近靠近18-8钢一侧,其Al,Ni元素的计算值和实测值有所差别,Fe,Cr元素分布的计算值和实测值较为接近.加热温度1333 K时,Cr元素在Fe3Al/18-8钢界面附近扩散距离增加至80μm,Ni元素扩散距离增加至140μm.Fe3Al/18-8钢扩散焊界面过渡区宽度为x2=7.5×102exp(-75.2/RT)(t-t0).在一定加热温度下,保温时间超过60 min以岳界面过渡区宽度不再明显增加.     

钒/镍复合中间层扩散焊接钨与钢的界面结构及力学性能

通过添加钒/镍复合中间层,在1 050℃/10 MPa/1 h的工艺条件下,对钨/钢异种材料进行真空扩散焊接.采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子探针(EPMA)、纳米压痕、X射线衍射对接头的微观组织、元素分布及显微硬度进行分析和测试;对焊接接头的拉伸性能进行测试,并对拉伸断口的形貌特征,元素分布及物相组成进行分析.结果表明,采用钒/镍复合层可实现钨与钢的可靠焊接;钨/钢焊接接头界面区由钨-钒固溶体层、未反应的钒层、钒-镍界面层、未反应的镍层、镍-铁固溶体层五部分组成,其中钒-镍界面层结构为碳化钒层/钒-镍金属间化合物和碳化钒混合层/钒-镍金属间化合物层;钒/镍界面由于硬脆碳化物与金属间化合物的产生,具有最高的显微硬度,硬度高达9.7 GPa;接头强度达164 MPa,断裂点位于含脆性相碳化钒及钒-镍金属间化合物的钒/镍界面.     

钢与铝原子扩散焊焊接面的超声检测

1 问题提出两种金属在一定条件下通过接触面的原子扩散而焊接在一起。此方法称为原子扩散焊。这时,通常的冶金熔化焊缺陷是不存在的,仅有接触面层的未复合和工艺淬火裂纹。我所遇到的是钢和铝的焊接(图1)。这是通过原子扩散焊而成的一种复合材活塞。它的焊接工艺和选材均在试制阶段。     

Ti-Cu复合中间层在钨/CLAM钢扩散连接中的性能

采用Ti-Cu复合中间层扩散连接钨与CLAM钢,在30 MPa、1h和800～950 ℃的条件下,成功获得了W/Ti-Cu/CLAM钢接头.接头界面连接良好,中间层区域发现有Ti2Cu或TiCu4等金属间化合物产生.TiC脆硬层使得中间层/钢界面处的硬度远高于钢母材,同时造成了接头处钢母材的失C并软化现象.随焊接温度的...     

Ti—6242和INCONEL—625超合金扩散焊界面的微结构

西班牙的B.Aleman等人用扫描电镜(SEM)、扫描透射电镜(STEM)以及能谱仪(EDS)详细分析了900°C×0.5h、40MPa条件下Ti-6242和INCONEL-625超合金扩散焊界面的显微结构.据报道,这种复合材料强度高,耐蚀、抗蠕变性强,是低温工程、化学工业,特别是深井油气田钻探领域理想而经济的结构和工具材料,具有诱人的应用开发价值.     

Impact pressuring diffusion bonding of TA17 to 0Cr18Ni9Ti

Impact pressuring diffusion bonding tests were carried out to produce joint between TA17 titanium alloy and 0Cr18Ni9Ti stainless steel. The reaction products and microstructure near the bonding interface were analyzed. The diffusion of Fe, Cr, Ni and Ti in the bond was revealed by energy dispersive spectroscopy. A number of phases, such as β-Ti, Fe2Ti and σ phases were identified by X-ray diffraction. It was concluded that the bonded joint broke in the region somewhere between Fe-Ti intermetallics and β-Ti during tensile loading. The relationship between bonding parameters and tensile strength of the joint was also determined experimentally, and the optimum time of bonding was only 220 s with 293 MPa joint strength.     

钛合金与不锈钢的相变超塑性扩散焊工艺

用相变超塑性扩散焊法实现了钛合金TA17与不锈钢0Cr18Ni9Ti之间的连接.研究了工艺参数对接头强度的影响,得到试验条件下钛合金与不锈钢焊接的优化工艺参数为循环上限温度890℃, 循环下限温度800℃, 循环次数10, 焊接压力5MPa, 循环加热速度30℃/s.在优化的工艺条件下,接头强度达到307MPa,而焊接时间仅为160s.对拉伸断口进行了扫描电镜观察、能谱分析和X射线衍射分析,发现断裂沿FeTi和β-Ti层之间的某一个位置发生,FeTi金属间化合物层是接头的最薄弱环节.对接头进行了能谱分析,结合Fe-Cr-Ti三元相图发现,钛合金与不锈钢之间的反应区内依次形成了σ、Fe2Ti、FeTi和β-Ti层.     

相变扩散连接工艺参数对钛与不锈钢接头强度的影响

分析了钛与不锈钢相变扩散连接的工艺参数 ,利用万能拉伸试验机测试了接头拉伸强度 ,利用扫描电镜 (SEM )及X射线衍射 (XRD)分析了接头断口形貌及组成相。结果表明 :当连接压力为 13MPa、上限温度为1183～ 12 0 3K、下限温度为 10 73～ 10 93K、加热速度为 30～ 5 0K/s、冷却速度为 15～ 2 0K/s、循环次数为 15～2 0次时 ,钛与不锈钢相变扩散连接接头界面无反应相生成 ,拉伸强度为 380MPa以上 ,实现了钛与不锈钢的高效高强度连接。     

The effect of thermal cycle on joint of Ti/stainless steel phase transformation diffusion bonding

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｈｅｎｍａｔｅｒｉａｌｉｓｂｅｉｎｇｈｅａｔｅｄａｎｄｃｏｏｌｅｄｉｎａｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｗｈｉｃｈｃｏｖｅｒｓｉｔｓｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｏｉｎｔ ,ｉｔｃａｎｂｅｇｒｅａｔｌｙｄｅｆｏｒｍｅｄ .Ｔｈｉｓｉｓｋｎｏｗｎａｓｄｙｎａｍｉｃｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ .Ｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｉｆｆｕｓｉｏｎｂｏｎｄｉｎｇ (ＰＴＤＢ)ｉｓａｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｊｏｉｎｔｂｙｍｅｔａｌｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉ…     

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。     

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。     

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.     

集成电路用Ti靶材和Cu62Zn38合金背板焊接技术研究

研究了高纯Ti和Cu62Zn38合金在不同的工艺条件下的扩散焊接性能和界面情况。结果表明,热等静压温度为510℃时,加工态Ti板硬度下降明显,与退火态Cu62Zn38接近;退火态Ti板和退火态Cu62Zn38两种材料硬度较为接近,而在温度接近525℃时,退火态Cu62Zn38合金硬度明显高于退火态Ti板。退火态Cu62Zn38合金与退火态高纯Ti经过焊接温度525℃,压力120 MPa,保温4 h的扩散焊接后,平均抗拉强度能达到136 MPa,焊接界面达到冶金结合,满足Ti靶材的使用要求。     

Influence of diffusion bonding conditions on bonding strength of damping copper alloy to stainless steel

The experimental investigation of different tran sition metals was carried out in the diffusion bonding joints of Cu alloys (CuAlBe) to stainless stee l (1Cr18Ni9Ti). The microstructure of the joint was analyzed with microscopic examination, SEM, EPMA and X-ray diffraction. Following conclusions have been draw n: (1) The joint strength with the Ni interlayer was higher than that with Cu in terlayer when the welding parameters were same;(2)When Ni interlayer was thinner ,Al could interact with Ni and Fe,and the intermetallic compounds,such as Fe3A letc,were formed in the interface,which decreased the strength of the joints;(3 ) When the bonding temperature was higher,because of the diffusion of Cu in Ni being faster than Ni in Cu,a Kirkendall effect was produced,which also decreased the strength of the joints.