稀土氧化物(La2O3或CeO2)对搅拌摩擦加工制备Ni/Al复合材料组织和性能的影响

采用搅拌摩擦加工（FSP）的方法制备Ni/Al复合材料,并在此基础上添加不同种类稀土氧化物（La₂O₃或CeO₂）,通过SEM、EDS、XRD、电子探针（EPMA）和室温拉伸试验研究稀土氧化物对FSP制备Ni/Al复合材料组织和性能的影响。结果表明：Ni/Al复合材料复合区有较明显的Ni粉团聚物存在,Ni-La₂O₃/Al、Ni-CeO₂/Al复合材料中Ni粉团聚物数量减少,尺寸减小。La₂O₃和CeO₂均对Al-Ni原位反应有较大影响,能够促进Al-Ni原位反应的进行,生成更多增强相。Ni-CeO₂/Al复合材料与Ni-La₂O₃/Al复合材料相比,复合区组织更加均匀,增强颗粒Al₃Ni含量更多。La₂O₃和CeO₂均能显著提高FSP制备Ni/Al原位复合材料的抗拉强度。Ni-La₂O₃/Al复合材料的抗拉强度达到221 MPa,Ni-CeO₂/Al复合材料的抗拉强度达到238 MPa,两者相比于Ni/Al的复合材料抗拉强度（166 MPa）分别提高了33.1%和43.4%。     

紫铜搅拌摩擦焊接工艺研究及接头组织分析

试验研究了板厚为 2 m m和 12 mm的紫铜板的搅拌摩擦焊工艺 ,分析了焊接接头组织及性能。结果表明 ,板厚为 2 mm的紫铜 ,在一较宽的规范范围内 ,可得到组织致密、无孔洞、无裂纹的焊接接头 ,接头强度可达到母材的90 %。板厚为 12 m m时 ,采用双面焊 ,仅中部有未融合的缺陷 ,但缺陷在板厚方向的尺寸小于 1%的板厚 ,大大小于钨极氩弧焊时所容许的缺陷率。焊缝的显微组织为典型的再结晶组织 ,晶粒细小 ,焊缝两侧热影响区的组织不对称。     

热输入量对HVOF铁基非晶涂层制备及性能的影响

目的以FeCoCrMoCBYS非晶粉末为喷涂材料,采用几组不同的热输入量,使用超音速火焰喷涂(HVOF)制备成铁基非晶涂层,通过对涂层性能进行分析,研究热输入量对涂层的影响。方法通过调整煤油流量和氧气流量两个参数来控制喷涂时的热输入量。分别利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、维氏显微硬度计等设备,研究热输入量对涂层显微组织和显微硬度的影响,并通过电化学工作站测试涂层在1 mol/L FeCl_2溶液中的极化曲线进而分析其耐蚀性能。结果不同热输入量下制备的涂层均具有较高的非晶含量。保持其他参数不变,随着热输入量的增加,涂层变得更加致密,孔隙率最小达到1.56%。涂层显微硬度先增大后减小,涂层横截面中部位置硬度大于表面和接近基体位置。结论当热输入量达到6.4×10~5 J时,非晶含量高达96.7%,自腐蚀电流密度低,耐腐蚀性最好。     

铝合金厚板搅拌摩擦焊焊缝金属流动行为研究进展

搅拌摩擦焊接过程中,焊缝成形与金属流动行为密切相关,而金属流动又取决于焊接工艺参数、搅拌头形貌、材料本身性能及温度场分布等影响因素。与铝合金薄板搅拌摩擦焊不同,厚板焊接时焊缝上部、下部温差太大,导致焊缝材料流动形态发生较大变化。基于焊缝成形理论,从焊缝金属流动分析方法、影响因素出发,分析厚板搅拌摩擦焊焊缝金属流动形态及特征,探讨焊缝中疏松、未焊透、包铝伸入、弱连接等缺陷的形成原因,揭示厚板搅拌摩擦焊焊缝成形机理。研究结果为铝合金厚板搅拌摩擦焊焊接技术在航空、航天等高科技领域的广泛应用提供科学依据和理论基础。     

束流偏移量对IC10/GH3039电子束焊接头成型及性能的影响

对航空发动机整体叶盘所采用的GH3039高温合金和IC10镍基单晶高温合金进行了电子束对接实验,IC10单晶高温合金与GH3039高温合金母材成分上的差异以及两侧熔化量不同,导致焊缝中各元素比例变化,使得接头力学性能出现差异。因此,通过电子束偏束流焊接来控制焊缝区各母材熔化量,来改善接头的力学性能。分析了光束偏移对接头力学性能的影响及典型接头横截面的组织特征,综合分析了光束偏移对焊缝微观硬度影响。结果表明,焊缝横截面未见裂纹、气孔等缺陷,焊缝上下宽度相当,最宽处达到1.8 mm左右,中心熔宽在0.8 mm左右,呈典型的"I"形,并以电子束作用中心为基准对称分布,焊缝组织主要由两侧的枝状晶及中心的等轴晶组成;接头的显微硬度从GH3039侧经焊缝到IC10侧呈逐渐递增趋势,W和Co元素的固溶强化、γ'强化相的含量的增加、晶粒粗化是显微硬度上升的原因,其中最高硬度可以达到HV 450。     

材料性能对搅拌摩擦焊焊缝成形的影响

采用左螺纹圆柱搅拌头对O态和T4态2024铝合金进行搅拌摩擦焊接试验,研究了材料性能对搅拌摩擦焊焊缝成形的影响,并用软性约束分析了材料性能对焊核尺寸的影响。试验结果表明：焊缝形貌受焊核周边金属约束的影响,约束程度与材料力学性能和温度有关。O态2024铝合金对接焊时,软性约束体对塑性金属横向迁移的约束小,焊核面积和焊核宽度较T4态2024铝合金的焊核面积和焊核宽度大。两种热处理状态2024铝合金对接焊时,强度和硬度较高的T4态2024铝合金置于返回边时,在焊缝两侧、前进边的软性约束体对塑性金属的约束较返回边的软性约束体对塑性金属的约束强,焊核向返回边偏移;由于在返回边有更多的塑性金属,使其沿焊缝厚度方向向上的运动趋势增强,因此返回边的焊核高度较前进边的焊核高度高。对T4态2024铝合金进行适当的预热,会增强焊缝金属的塑化程度,使其向焊缝两侧的迁移运动趋势增强,焊核宽度及面积增大。     

搅拌摩擦焊工艺参数对LY12铝合金焊缝金属流动形态的影响

采用铝箔作为标示材料,研究了旋转速度、焊接速度、下压量等工艺参数对LY12铝合金搅拌摩擦焊焊缝金属流动形态的影响.结果表明:焊缝金属的流动形态由4个特征区域组成,即水平流动区、紊流区、"洋葱环"区和刚塑性迁移区;搅拌摩擦焊的焊缝关于中心不对称,返回边标示材料的变形程度比前进边的大;随着旋转速度的提高,金属在焊缝厚度方向向上的迁移量先增大后减小;随着焊接速度的提高,金属向上迁移的最大位移减小;增大下压量,有利于金属的流动和焊缝致密度的提高.     

微连接技术在植入式医疗器件中的应用及研究进展

植入式医疗器件是医疗保健业的关键器件,由于该器件在人体内工作,要求采用细小并且具有生物相容性的材料及高可靠性的连接工艺.新型材料的应用、构件的微细化和复杂化以及连接的高可靠性都要求加强微连接技术的研究.除电子封装外,微连接技术主要体现在微激光焊和微电阻焊上.文中对医用材料的应用状况进行了简述,从工艺研究及连接机理两个方面分别介绍了微激光焊和微电阻焊的研究进展,以心脏起搏器为例介绍了微连接技术在植入式医疗器件中应用,并综合分析了微连接技术所面临的挑战.     

钛合金/铝合金搅拌摩擦焊接头的显微组织

采用搅拌摩擦焊对TC1钛合金和LF6铝合金异种金属进行焊接,采用金相、扫描电镜和能谱观察分析焊接接头的组织.结果表明:搅拌摩擦焊接头中,钛合金母材与焊核的界面凸凹不平,边界处存在白亮颗粒,而铝合金母材与焊核的界面光滑、平整;焊核区铝合金基体上分布大小不等的颗粒,这种颗粒有两种类型,一种颗粒的尺寸较小、呈细长条状,另一种颗粒尺寸较大,整体呈暗灰色、边缘有少量发亮的条带.两种颗粒中均有Ti-Al金属间化合物存在;钛合金/铝合金异种材料焊接时,搅拌头的磨损很严重,在焊核和铝合金母材的边界存在搅拌头磨损后脱落的颗粒.     

搅拌针偏心距对焊缝金属塑性流动行为的影响

采用搅拌针偏心距分别为0.1,0.2,0.3,0.4 mm搅拌头对叠层进行焊接试验,分析其对焊缝金属塑性流动行为影响.结果表明,焊缝由轴肩区、紊流区、焊核区及挤压区组成,其中紊流区为焊核区和轴肩区挤压金属形成的结果,前进侧挤压区金属变形尺寸明显大于返回侧.随偏心距增加,焊核区面积、宽度及挤压区标示材料向上迁移高度先增大后减小,前进侧标示材料向上迁移距离大于返回侧.由0.2 mm偏心距搅拌头获得焊核区面积和标示材料向上迁移距离最大.但焊核区宽度最大焊缝由0.3 mm偏心距搅拌头获得.根据焊缝金属塑性流动形态,提出搅拌针波动式挤压物理模型.