工艺参数对Ti/Zn/Al异种金属搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

以3 mm厚2A14铝合金和TC4钛合金为对接材料,0.05 mm厚Zn薄片为中间层材料进行搅拌摩擦焊对接。研究了不同焊接参数对钛/铝异种金属搅拌摩擦焊对接接头宏观形貌、微观组织、力学性能的影响。结果表明:当焊接速度为75 mm/min,旋转速度为375~950 r/min,偏移量2.5 mm时,均可获得表面成形良好的焊接接头。但随着旋转速度的增加,焊缝表面粗糙度先减小后增大,而对接接头抗拉强度逐渐降低;当旋转速度为600 r/min,焊接速度从60mm/min增大到95 mm/min时,焊缝的飞边逐渐减少。当旋转速度为375 r/min,焊接速度为75 mm/min,偏移量2.5 mm时,抗拉强度达到最大值237.3 MPa,达铝合金母材抗拉强度的56.7%。     

表面机械研磨处理的纯铜拉伸形变机制

采用扫描电镜电子通道衬度技术(SEM-ECC)研究了表面机械研磨处理(SMAT)铜表面在室温拉伸的形变特征.结果表明:剪切带是纳米晶层、亚微晶层以及由位错胞组成的过渡层的共同形变特征,在不同的结构表层,剪切带的形貌略有差别.纳米晶层和亚微晶层内的剪切带主要为沿平面界面剪切滑动的结果,而过渡层的形变主要是以SMAT处理前的初始晶粒为单元发生的,剪切带的形成基本符合晶体学规律.     

纯铜表面等离子渗钽层的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能

目的 提高纯铜表面等离子渗钽层的耐磨性能和耐腐蚀性能.方法 采用双辉等离子表面合金化技术在纯铜表面制备渗钽层.通过扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪分析渗钽层的微观形貌、元素分布和物相结构.利用纳米压入和表面划痕试验测量渗钽层的硬度和与基体的结合强度.通过摩擦磨损和电化学试验评价渗钽层的耐磨性能和耐腐蚀性能.结果...     

钛合金与GCr15扩散连接界面组织特征与性能

钛合金/轴承钢异种结构连接困难是制约钛合金广泛应用的瓶颈.采用电子拉伸显微硬度测试、SEM扫描、能谱、X射线衍射等分析手段,分析研究了Ti-6Al-4V/Cu/GCr15真空扩散焊接头的力学性能、组织结构特征、连接界面的原子扩散机制、反应相生成及其分布范围.结果表明,在焊接压力4.9MPa,焊接时间1.8ks条件下,接头的抗拉强度随焊接温度升高而增大,1273K达到最大为206MPa.延长焊接时间会导致金属间化合物厚度增大,对接头性能不利.接合界面间生成的α-Ti(Cu)固溶体,有固溶强化效果,对提高接头性能有利.而生成的金属间化合物Ti2Cu,Ti2Cu3,(Ti3Cu4)FeTi中的TixCuy对接头性能影响较大,导致接头强度下降.铜作为钛合金与GCr15的中间过渡层不宜过厚.     

中间层Ni对TC4/2A14异种金属搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

目的 添加0.05 mm厚的Ni箔作为中间层,对3 mm厚的TC4钛合金和2A14铝合金进行搅拌摩擦焊,分析Ni对接头力学性能的影响。方法 采用扫描电镜、EDS能谱及XRD衍射等微观表征分析方法,对焊接接头的断口形貌、成分进行分析,探究Ni箔对焊接接头力学性能的影响。结果 由于钛合金和铝合金存在较大的物理化学性能差异,Ti/Al异种金属焊接性较差,界面容易产生TiAl3、TiAl、Ti3Al等金属间化合物,其中脆性相TiAl3对接头性能的影响最大,会导致综合力学性能下降。当加入中间层材料Ni后,由于Ni与Al晶体结构均属于面心立方,因此Ni与Al的扩散系数大于Ti与Al的扩散系数,Ni和Al之间优先形成金属间化合物且弥散分布于焊缝中,从而缩短了Ti与Al之间的相互扩散时间,减少了TiAl3相的生成。结论 在未添加中间层材料时,接头平均抗拉强度为237.3 MPa,约为2A14铝合金母材抗拉强度的56.7%;当添加中间层Ni后,对焊缝中金属间化合物的种类和数量进行了调控,减少了对性能影响最大的TiAl3相的生成,接头平均抗拉强度达到285.3 MPa,为2A14铝合金母材抗拉强度的68%。     

电磁感应加热轧制制备钛/钢复合板性能研究

采用电磁感应加热对加入不同厚度纯铁中间层的钛/钢组坯进行加热,并单道次热轧复合,短时高效地制备出高质量钛/钢复合板。研究了在快速电磁感应加热至钢板居里点770℃的条件下,不同厚度纯铁中间层对钛/钢复合板界面组织和结合性能的影响。结果表明,随着中间层厚度的降低,复合板剪切强度逐渐提高,加入0.3 mm厚纯铁中间层复合板的剪切强度达到215.05 MPa。感应加热低温轧制条件下,减少了复合板界面脆性金属间化合物的生成。纯铁中间层有效地促进了结合界面两侧基体的协调变形,同时增加了界面处基体元素间的相互扩散距离,使复合板实现了良好的冶金结合,获得了综合性能较好的钛/钢复合板。     

Investigation on diffusion bonding of TiAl intermetallic to Ti3AlC2 ceramic with Ni interlayer

In this study, vacuum atmosphere. The diffusion bonding of TiAI alloy and Ti3AlC2 ceramic was carried out using Ni foil as interlayer in a interfacial microstructures and the mechanical properties of the diffusion bonded joints were evaluated. Result showed that the interfacial microstructure of the joint from TiAl to Ti3AlC2 side could be divided into Al3NiTi2 , AlNi2 Ti , Ni3 （ Al, Ti） , Ni , Ni3 （ Al , Ti） , Ni （ Al , Ti ） , Ni3Al ＋ TiC~ ＋ Ti3AlC2 , respectively. The shear strength test showed that an average value of 45.9 MPa was achieved. The crack propagated along the interface between TiAl intermetallic and Ni interlayer during the shear test. The mechanisms f or formation of those compound layers during bonding process and the determinant of the fracture location were also discussed.     

镍中间层对铝/镁异种金属搅拌摩擦焊接头微观组织的影响

采用搅拌摩擦焊(friction stir welding, FSW),引入厚度为0.05 mm镍箔作为中间层,在焊接速度不变条件下,采用不同转速对厚度为4 mm的6061铝合金和AZ31镁合金进行平板对接,对接头进行系列微观组织表征及力学性能测试,探讨转速对接头中镍颗粒分布状态,金属间化合物(intermetallic compounds, IMCs)种类与分布及接头强度的影响规律. 研究结果表明:与未引入中间层接头相比,引入镍改变了铝/镁异种金属FSW接头焊核区(weld nugget zone, WNZ)中IMCs种类及分布,WNZ存在明显的镁合金与铝合金相间的带状组织,其上分布着絮状Al₁₂Mg₁₇、颗粒状Mg₂Ni、层状Al₃Mg₂及大小不一的镍箔颗粒;随着转速增加,镍箔颗粒分布愈加均匀,Al₃Mg₂数量相对减少,且脆性Al₃Mg₂由连续分布逐渐演变为断续分布;当转速为750 r/min时,接头抗拉强度达到最大值,与未引入中间层接头相比,引入镍中间层接头抗拉强度提高了56 MPa,达到镁合金的56.9%.     

纯铜表面氩弧熔覆TiB2/Ni复合涂层组织及耐磨性能

通过氩弧熔覆技术在纯铜表面制备TiB₂增强 Ni 基复合涂层,以改善其耐磨性能. 将钛粉、硼粉和镍粉在球磨机中充分混合,采用氩弧熔覆技术将纯铜表面预置粉末熔化制备出陶瓷颗粒增强镍基熔覆层. 采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析涂层的物相及涂层中陶瓷颗粒相的组成、分布及结构,利用显微硬度仪和摩擦磨损试验机测试涂层的显微硬度和耐磨性能. 结果表明,熔覆层物相主要包括γ(Ni, Cu)和TiB₂;陶瓷颗粒增强相弥散分布于熔覆层中,其中颗粒相TiB₂以六边形存在,熔覆层内部与基体界面处均无缺陷产生;熔覆涂层具有较高的显微硬度,当(Ti+B)质量分数为10%时,涂层显微硬度高达781.3 HV,与纯铜基体对比,熔覆层显微硬度提高约11.7倍;在相同磨损条件下,随(Ti+B)质量分数的增加,熔覆涂层的摩擦系数及磨损失重先减小后增大;氩弧熔覆原位自生TiB₂陶瓷颗粒增强镍基熔覆层可显著提高纯铜表面的耐磨性能.     

钛基铱系氧化物涂层的研究

贵金属氧化物是性能优越的电极涂层材料.本文系统地介绍了用于析氧反应的钛基铱系氧化物涂层的研究结果.阐述了铱系氧化物涂层的性能特点、添加其它组元以及采用中间层的铱系氧化物涂层的有关研究.最后对如何改善铱系氧化物涂层的性能提出需要进一步探讨的问题.