IC10合金TLP扩散焊接头组织与强度分析

IC10合金是Ni3Al基金属间化合物材料,对该材料的过渡液相(TLP,transient liquid phase)扩散焊试验进行分析。结果表明,采用合适的中间层和焊接工艺,IC10合金TLP扩散焊接头组织与基体相同,由γ+γ′网状组织和少量碳化物组成,接头980℃持久强度超过128MPa,达到基体强度的80%以上。TLP扩散焊接头经过高温长时间使用后,接头室温、高温抗拉强度与基体更接近;室温抗拉断口以准解理形貌为主,高温抗拉断口以韧窝形貌为主。

Ni_3Al基合金TLP扩散焊接头性能

介绍N i3A l基IC10合金TLP扩散焊后接头性能,以及长时间使用后接头性能的变化,分析认为TLP扩散焊接头在高温使用过程中,原子进一步扩散,接头性能变得和基体相同。

IC10合金TLP扩散焊技术

航空科学技术的发展,促使航空发动机性能不断提高,具体体现在航空发动机朝高温、轻量化方向发展.目前用于制造航空发动机热端部件的高温合金无法满足高推比发动机耐温性能的要求,于是开展了Ni3Al基金属间化合物材料等新型高温材料的研究.由于Ni3Al金属间化合物原子的长程有序结构和原子间金属键及共价键共存[1],使其具有熔点高、密度小、抗氧化性好和耐温强度高等特性,在高性能航空发动机中有很好的应用前景.

钛合金整体叶盘扩散焊

对钛合金整体叶盘复杂构件扩散焊接头形式、扩散焊工艺进行了研究 ,用金相分析与超声波无损检测相结合的方法分析接头组织和焊合情况。结果表明 ,采用斜块式接头形式和合适的焊接工艺焊接的钛合金整体叶盘界面焊合好 ,叶片无变形 ,接头和基体等强度 ,拉伸试样断口为典型的韧性断裂 ;淬火时效能显著提高接头和基体的强度与韧性 ,使强化相弥散分布于基体 ,消除块状局部解理断裂。

组合式动量轮轮体组件真空钎焊

针对组合式动量轮轮体组件钎焊接头表面的加工状态 ,采用BNi- 2钎料进行了机械加工表面大间隙钎焊的工艺研究 ,并研制了轮辐、轮毂、连接块高精度定位的钎焊夹具 。

Nb＋Ni中间层对Ti2AlNb与GH4169扩散连接接头组织与性能影响

在950～1100℃，20MPa，20～120min的工艺条件下，添加厚度均为10μm的Ni＋Nb为中间层，对Ti2AlNb与GH4169真空扩散连接工艺进行了研究。利用扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）对接头截面和断口的成分和相组成进行了分析。结果表明，添加Ni＋Nb做中间层能实现Ti2AlNb与GH4169良好的连接。在GH4169与Ti2AlNb之间生成6层反应层，自GH4169侧依次为：Fe—Ni—Cr固溶体，Ni3Nb，Ni6Nb7，残留Nb层、Ti—Nb固溶体、高铌O相。在剪切试验中，接头沿Ni3Nb层与Nb层之间的Ni6Nb7层断裂。在1050℃，20MPa，40min工艺条件下，剪切强度达到最高，为460MPa。

MGH956合金TLP连接机理及接头组织分析

MGH95 6合金是采用机械合金化方法制造的氧化物弥散强化高温合金 ,具有高温力学性能好、高温抗氧化和抗腐蚀性能好的综合优势。自行研制了中间层合金KCo1进行MGH95 6合金过渡液相 (TLP)扩散连接试验 ,分析了接头组织、成分和连接工艺的关系 ,确定了MGH95 6合金TLP扩散连接机理。同时 ,对MGH95 6合金焊接接头中产生的夹渣缺陷进行了深入的分析。结果表明 :在连接温度 1 2 4 0℃、保温 8h条件下 ,可以获得焊接缺陷少。

Ti2AlNb／GH4169真空扩散连接初步研究

在950℃、5MPa、1h的工艺条件下,分别添加Mo、Ta、Nb箔做中间层,对Ti2AlNb与GH4169真空扩散连接工艺进行了研究。利用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等方法对焊接接头成形机理进行了分析。结果表明,以Mo做中间层时接头开裂;以Ta、Nb做中间层时形成完整接头,其中,Ta或Nb中间层与Ti2AlNb连接良好,而与GH4169界面出现裂纹。

Ti_3Al基合金TLP扩散连接界面的组织演变

以Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni(质量分数,%)非晶箔带为中间层,研究了TLP扩散连接Ti-23Al-17Nb(质量分数,%)合金的界面组织演变过程.结果表明,Ti元素和Nb元素向中间层扩散而Ni,Cu和Zr元素向母材扩散驱动了界面组织演变;在扩散初始阶段即930℃,保温5 min时,界面已形成冶金结合;随保温时间延长至15 min,界面析出条形TiNi3(Cu,Zr)化合物,其随保温时间延长更加细小呈弥散分布;直至保温时间延长至120～200 min,界面组织转变为均一、粗大的针状魏氏组织.保温时间是影响TiNi3(Cu,Zr)化合物析出形态和分布的主要因素,控制保温时间可有效改变界面化合物状态,该方法是优化此类界面组织以提高接头强度的有效途径.

N5单晶高温合金TLP扩散连接头的组织与性能

采用自制镍基非晶箔片KNi3A对N5单晶高温合金进行过渡液相扩散连接,连接工艺为真空环境中1513 K保温0.25~24 h,对性能样品进行标准热处理。利用扫描电镜对接头的组织结构进行观察和分析,研究焊缝组织随保温时间延长的变化规律,阐述焊缝和母材中γ’相长大和球化机制,并对接头进行高温持久性能测试。结果表明,接头区域由连接区、扩散区和母材区组成;随保温时间的延长,上述3区的界线由于等温凝固过程而逐步变得不明显,并最终得到趋于一致的微观组织,热处理后接头1000℃在125 MPa持久寿命可达母材的90%以上。

钛合金蜂窝夹层结构钎焊界面的价电子结构分析

对TC1钛合金蜂窝夹层结构试件的钎焊界面组织进行观察、分析确定界面生成相的晶体结构,采用EET理论中BLD方法和平均原子模型,计算分析了钎焊界面价电子结构.从原子间结合力的角度分析了钛合金蜂窝夹层结构钎焊界面的价电子结构,探讨了界面结构与力学性能的本质关系.钎焊过程中界面处生成了六方晶体结构TiNi3(Cu,Zr)化合物和体心立方结构Ti(Ni,Zr,Cu)相.从原子间成键角度,最大共价电子数和晶格电子数分别反映了晶体的强度和塑性.TiNi3(Cu,Zr)化合物和Ti(Ni,Zr,Cu)相的最大共价电子数分别为0.055 8和0.303 7,晶格电子分别为0.993 5和1.392 8,而界面处基体的最大共价电子数和晶格电子数分别为0.305 9和1.397 3.因此,与TiNi3(Cu,Zr)化合物相比,Ti(Ni,Zr,Cu)和钛固溶体晶胞不仅具有较高的强度,还具有相对良好的塑性,而TiNi3(Cu,Zr)化合物相的存在和连续分布不利于钎焊界面的强度和塑性.

DD32单晶高温合金过渡液相扩散连接

为了提高DD32单晶高温合金过渡液相(TLP)扩散焊接头的力学性能,采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)研究接头微观组织,TLP扩散焊过程中基体组织的变化,以及持久过程中基体组织的变化。结果表明,接头由连接区和基体区所组成,未发现明显的扩散区特征。连接区由等温凝固区和残余液相区组成。TLP扩散焊过程对基体组织有重要影响,接头需进行焊后热处理。此外,在持久过程中基体内产生了N型筏。控制TLP扩散焊接头内晶界的形成,可以有效提高接头力学性能。

钛合金蜂窝壁板结构钎焊工艺

针对TC4钛合全蜂窝壁板结构,采用非晶态Ti-Zr-Cu-Ni箔状钎料,研究了钎焊温度、保温时间对钛合金蜂窝壁板结构钎焊接头组织及接头强度的影响,优化出TC4钛合金蜂窝壁板结构最佳钎焊工艺为930℃/12min。

K640合金TLP连接接头组织及力学性能

为考察瞬时液相(TLP)连接方法对钴基高温合金K640合金的适用性,采用非晶态中间层进行连接试验,观察接头区显微组织,测试接头的力学性能并进行断口分析。结果表明:瞬时液相连接能够实现K640合金的良好结合,接头组织致密,成分均匀,组织与成分均与母材接近;接头高温拉伸强度达到等条件下母材强度74%,断口具有明显的韧窝形貌;高温持久强度达到等条件下母材强度的70%以上。

氢对TC4钛合金扩散焊影响的机理初探

通过开展不同置氢量的TC4钛合金扩散焊试验,探讨了氢对TC4钛合金扩散焊加工影响的机理。结果表明:氢元素主要通过加速原子扩散、增大再结晶驱动力、促进塑性变形以及蠕变这三方面来改善TC4钛合金扩散焊加工性。

K403合金高性能钎焊技术研究

用新型镍基钎料3P1对K403合金进行真空钎焊试验,分析钎焊接头的微观组织和连接机制,测试接头高温力学性能。结果表明:采用3P1钎料,在1230℃/10m in+1160℃/4h条件下进行K403合金钎焊,可以获得无缺陷的,与基体组织相似的钎焊接头,其1000℃下高温拉伸强度可以达到基体强度的90%,高温持久强度可以达到基体强度的70%以上。

先进航空材料和复杂构件的钎焊技术

钎焊技术作为特种连接技术的一种,在制造复杂精密结构和新型耐温材料的连接方面上具有独特优势,开展陶瓷材料、金属间化合物材料以及新型高温合金等材料及构件的钎焊技术研究将是航空领域钎焊技术的主要发展方向。

IC10单晶过渡液相扩散焊接头微观组织与力学性能

采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)研究IC10单晶高温合金过渡液相(TLP)扩散焊接头微观组织演变.结果表明,接头由连接区和基体区所组成,连接区由等温凝固区和快速凝固区组成.快速凝固区可以通过延长保温时间的方法予以消除.随着保温时间从2 h增加到8 h,基体内的γ'相尺寸达到了0.9μm.通过限制TLP扩散焊接头内晶界的形成,以及焊后固溶处理的方法可以有效提高接头的力学性能.在温度1 000℃下,接头平均抗拉强度为507 MPa.在温度1 000℃、应力144 MPa下接头持久寿命可达到120 h以上.

单晶高温合金的过渡液相扩散焊

为了探明单晶过渡液相(TLP)扩散焊接头组织与性能的关系,采用扫描电镜(SEM)研究接头微观组织,并进行力学性能测试.结果表明,接头由连接区和基体区所组成.当等温凝固过程未完成时,连接区由等温凝固区和快速凝固区组成,而等温凝固区主要由γ和γ'相组成,快速凝固区主要是由共晶组织组成.当等温凝固完成而固态均匀化过程不充分时,连接区由等温凝固区和分布在接头中心的硼化物相组成.采用低温等温凝固,高温固态均匀化的焊接工艺可以获得高性能的接头.

K417G合金焊接修复用高温合金粉末设计与工艺

航空发动机涡轮导向叶片在服役过程中形成的裂纹可以采用钎焊粉末冶金修复技术进行修复,针对低压涡轮导向叶片材料和结构特点,设计了K417G合金修复所需的不同成分的粉末填充材料,测试了不同粉末粒度配比的振实密度值,采用金相法、压汞法评估了不同烧结条件下粉末烧结体的孔隙率、平均孔径、中值孔径、最可几孔径等烧结体性能值,优选了粉末填充材料,在此基础上开展了钎焊粉末冶金修复工艺研究,分析测试了钎焊粉末冶金修复接头冶金组织.结果表明,接头成形良好,焊料润湿铺展充分,接头致密饱满,无明显焊接缺陷.