TiNi形状记忆合金连接技术的研究进展

TiNi形状记忆合金具有很多优异性能,在航空航天、原子能、海洋开发、仪器仪表以及医疗器械等领域具有广阔的应用前景,而TiNi形状记忆合金的连接技术是其实用化的关键技术之一.综述了TiNi形状记忆合金连接技术的发展现状,重点评述了TiNi形状记忆合金激光焊、固相焊和钎焊的研究状况,指出了需要深入研究的问题.     

奥－贝球铁焊缝的组织与力学性能

用Ｘ射线衍射仪、光学显微镜和电子显微镜，系统地研究了球铁焊缝金属等温贝氏体转变过程，等温温度及等温时间对焊缝组织与力学性能的影响。研究结果表明，球铁焊缝金属贝氏体相变快，等温时间在１５～２４０ｍｉｎ范围内焊缝基体组织主要为贝氏体铁素体和残余奥氏体且具有高的综合力学性能。随着等温温度从３１０℃增至４００℃，焊缝金属中残余奥氏体量增多，贝氏体铁素体条宽化，焊缝塑性提高，强度降低。     

Ni-Cr合金烤瓷界面反应微观机理

对临床失败Ni-Cr合金烤瓷修复体分析,Ni-Cr合金与陶瓷界面平滑,无明显的反应层生成,修复体内存在裂纹和气孔.通过扫描电镜、能谱与X射线衍射仪,对Ni-Cr合金与陶瓷界面反应研究结果表明,Al2O3陶瓷表面富集的氧离子,与合金中的Ni,Cr反应,还原生成Al,并与Ni化合生成AlNi3,而Cr则被氧化后与Sn生成SnCrO的复合氧化物.在Ni-Cr合金烤瓷界面处形成一连续的反应薄层,可显著改善Ni-Cr合金与陶瓷间的界面冶金结合,减少界面缺陷,实现Ni-Cr合金与陶瓷的可靠结合.     

Ni-Cr合金烤瓷材料界面组织结构和力学性能

应用扫描电镜、能谱、X射线衍射及电子拉伸试验机对Ni-Cr合金与烤瓷材料的界面组织结构与力学性能进行了分析。结果表明:Ni-Cr合金烤瓷制作过程中产生残余应力和缺陷将导致瓷崩、瓷裂、剥离或脱落。烤瓷温度T对金-瓷界面剪切结合强度影响较大,T=990℃、保温时间t=1.0 min时,金-瓷界面剪切结合强度可达到37.52 MPa。在金-瓷界面处由于Ni-Cr合金与熔融的玻璃相烤瓷材料相互作用,形成新的化合物型界面,对提高金-瓷界面结合强度将起到非常重要的作用。     

铝基复合材料(Al2O3p/6061Al)过渡液相扩散连接

研究了Al-Si合金中间层Al2O3p/6061Al复合材料过渡液相扩散连接接头的显微结构和连接工艺参数对接头剪切强度的影响。连接区主要由Al-Si合金组成，无Al2O3颗粒，接头裂纹起源于Al-Si合金与Al2O3颗粒界面处，并主要在连接区Al-Si合金中扩展，连接工艺参数对接头剪切强度影响程度依次为Al-Si合金中间层厚度、连接温度、保温时间。选择合适的连接工艺参数，接头剪切强度可达70－80MPa。     

Sn-Zn-Bi无铅钎料成分设计

利用二次回归正交组合设计建立了Sn Zn Bi无铅钎料成分与润湿性能、力学性能及抗腐蚀性能的回归方程,分析了成分质量分数对钎料润湿性能、接头剪切强度及钎缝抗腐蚀能力的影响规律。结果表明:增加Zn的质量分数有助于提高接头剪切强度,但同时也使钎料润湿性和钎缝抗腐蚀性能下降;添加适量质量分数的Bi能明显改善钎料的润湿性、接头剪切强度和钎缝抗腐蚀性;Zn、Bi交互作用对钎料和接头性能有一定的影响。在综合考虑成分变化对钎料熔点、熔化温度区间等影响后,优化设计出用于电子工业的w(Zn)=8%～9%、w(Bi)=3%～4%的Sn Zn Bi无铅钎料。     

灰铸铁同质焊缝电弧冷焊接头冷裂纹研究进展

从焊缝石墨形态及焊缝组织对冷裂纹的影响、铸铁型焊缝冷裂纹产生机理及裂纹萌生与扩展的微观过程、热影响区冷裂纹研究、铸铁焊接接头冷裂纹试验方法等四个方面综述了国内外灰铸铁同质焊缝电弧冷焊焊接接头冷裂纹的研究进展,研究发现,石墨呈球状的可以大为改善焊缝的抗裂性;利用贝氏体马氏体二次相变应力松驰效应可以降低灰铸铁焊缝裂纹敏感性;裂纹容易在相邻石墨间的窄铁素体基体桥处萌生与扩展;扩散氢对灰铸铁接头热影响区冷裂纹影响小而马氏体相变影响大。在灰铸铁焊接冷裂纹试验方法方面,重点讨论了能定量评定焊缝抗裂性的铸铁焊缝拘束裂纹试验及平板刚性拘束裂纹（PRRC）试验。     

Al接触共晶反应钎焊接头形成过程和机理

用电子探针和扫描电镜分析了Al接触共晶反应钎焊接头的形成过程和机理。Al接触共晶反应钎焊反应层形成过程可分为 3个阶段 :①原子之间的扩散和溶解。②成分均匀化。③反应层的等温凝固。Cu原子可以沿Al的晶界优先扩散 ,达到共晶成分后形成液相 ,实现Al的接触共晶反应钎焊。     

复合层对Al接触反应钎焊过程及接头性能的影响

研究了Cu ,Zn复合层对Al接触反应钎焊过程和接头质量的影响规律。Cu和Al形成共晶液相破坏了Al表面氧化膜 ,促使Cu Zn包晶液相和Al Zn Cu共晶液相在Al表面润湿。结果表明 ,采用复合层进行Al接触共晶反应钎焊时 ,Cu和Zn厚度比例合适 ,可提高钎焊接头的抗电化学腐蚀性能和接头强度     

TiNi形状记忆合金与不锈钢激光钎焊AgCuZnSn钎料的研制

成功研制一种适合于TiNi形状记忆合金与不锈钢异质材料钎焊，并可安全应用于医学领域的新型AgCuZnSn银基钎料。对AgCuZnSn系钎料的熔化特性、微观组织、钎焊工艺特性及接头力学性能进行了研究。结果表明，所研制AgCuZnSn银基钎料成分为Ag51～53Cu21～23Zn17～19Sn7～9，固相线温度为590．0℃，液相线温度为635．3℃。该钎料主要由α—Ag固溶体、α-(Cu，Zn)固溶体和Ag-Cu共晶相组成，并含有少量Cu41Sn11、AgZn、Ag3Sn、Cu5Zn8等化合物。采用该钎料钎焊TiNi形状记忆合金与不锈钢，接头强度达320～360MPa，同时TiNi形状记忆合金性能损失较小。新型钎料熔点低、钎焊冶金特性优异，钎焊接头界面冶金结合平直、致密。