连接温度对CaO-Al_(2)O_(3)-MgO-SiO_(2)-TiO_(2)玻璃钎料连接SiC陶瓷接头微观结构和性能的影响

采用新型玻璃钎料CaO-Al_(2)O_(3)-MgO-SiO_(2)-TiO_(2)(CAMST)连接无压烧结SiC陶瓷,研究了连接温度(1 300~1 450℃)对SiC陶瓷接头微观结构和力学性能的影响。结果表明:CAMST玻璃钎料在1 350~1 450℃下可实现SiC陶瓷的有效连接。当连接温度为1 350℃时,焊缝厚度约为36μm,母材与焊缝界面存在较多孔洞,接头剪切强度为(21.4±2.7) MPa;当连接温度为1 400℃时,焊缝厚度为3μm,母材与焊缝结合良好,接头剪切强度为(47.6±6.2) MPa;当连接温度升高至1 450℃时,焊缝厚度约为50μm,母材与焊缝结合良好,但焊缝中存在裂纹缺陷,接头剪切强度为(20.9±3.9) MPa。连接温度对焊缝硬度无明显影响。

连接温度对GH4169合金TLP接头界面组织和性能的影响

采用50μm厚的Ni82CrSiB非晶箔片为中间层,通过瞬时液相扩散连接(TLP)方法实现GH4169合金的连接。研究TLP接头的界面组织结构,重点分析连接温度对接头界面组织和力学性能的影响规律。结果表明:GH4169合金TLP接头由等温凝固区(ISZ)和扩散区(DZ)组成。等温凝固区为单相镍基固溶体,B元素向母材的扩散导致在扩散区内晶界处形成大量的针棒状硼化物。随着连接温度的升高,扩散区厚度逐渐增加,而等温凝固区厚度基本保持不变。当连接温度为1 120℃、连接时间为2 h时,接头室温及高温(600℃)抗拉强度最高,分别为692和599 MPa,为母材强度的82%和71%。断口分析结果表明:随连接温度的升高,室温拉伸时接头断裂位置由等温凝固区逐渐转向扩散区,而高温拉伸时接头均在等温凝固区发生断裂。

连接温度对TiC陶瓷/铸铁钎缝处剪应力的影响

采用有限元数值模拟方法研究了冷却过程中用Ni基钎料对TiC陶瓷 /铸铁进行钎焊连接钎缝处剪应力的分布情况及连接温度对钎缝处最大剪应力的影响。结果表明 ,在冷却过程中 ,剪应力均主要集中在TiC陶瓷 /铸铁的钎缝端点上 ;连接温度越高 ,钎缝处的最大剪应力越大 。

降低陶瓷与陶瓷或金属连接温度的技术

为降低陶瓷与陶瓷或金属的连接温度 ,目前采用的连接方法有过渡液相扩散连接、半固态连接、机械连接、粘接、铟封和陶瓷表面低温改性后低温钎焊等。本文从上述连接方法的原理设计、连接材料设计与制备、接头性能及各自的优缺点等方面综述了陶瓷与陶瓷或金属低温连接研究的现状。

连接温度对C/C复合材料及Cu连接接头残余应力的影响

采用热弹塑性有限元数值模拟方法,研究了连接温度对C/C复合材料与Cu平面对接接头残余应力的影响。结果表明:最大拉应力的分布具有方向性,在连接界面法线方向上,最大拉应力出现在靠近接头界面的C/C复合材料侧,位于连接件的棱边上;在平行连接界面方向上,最大拉应力出现在靠近接头界面的Cu侧表面。最大剪切应力位于接头界面处。随着连接温度的升高,接头残余应力峰值逐渐增大,但接头残余应力的分布形态相似。对于连接界面尺寸为4 mm×4 mm的接头,在连接温度为1 000℃时,离接头界面1.2 mm的C/C复合材料侧最容易发生断裂。

连接温度对Q235/7075铝合金TLP扩散连接接头组织和性能的影响

在开放环境下,用电磁感应加热,氩气保护,以Al-Cu-Si非晶箔作中间层,采用焊接压力为3 MPa、保温时间为5 min,研究了连接温度对Q235/7075铝合金异种材料TLP连接接头组织与力学性能的影响。结果表明,Q235/7075异种材料在连接温度为600℃时形成的TLP扩散连接接头具有较好的抗剪切强度,约为45 MPa。

连接温度对氮化硅陶瓷/镍基高温合金部分液相扩散连接接头性能的影响

采用部分液相扩散连接方法 ,利用Nb/Cu/Ni复合层作中间层 ,在连接压力、连接时间、冷却速度一定 ,连接温度变化的条件下对氮化硅陶瓷 /镍基高温合金进行了部分液相扩散连接试验 .通过剪切试验评价连接温度对接头强度的影响和采用SEM研究连接温度对接头微观组织的影响 ,分析了连接温度对氮化硅陶瓷

连接温度对TA2钛板瞬时液相扩散连接接头组织和性能的影响

利用铜镍锡磷系非晶合金箔作为中间层,使用氩气保护,在不同的连接温度采用瞬时液相扩散焊对TA2钛板进行了连接,并通过光学显微镜、显微硬度仪和材料试验机研究了连接温度对接头组织、显微硬度和剪切强度的影响。结果表明:连接温度低于840℃时,液态中间层等温凝固没有完成,能观察到残留的中间层;随着连接温度的升高,原子扩散加快,残留中间层逐渐减少;870℃时,连接接头组织全部为固溶体;连接温度为850℃时,连接接头具有最高的剪切强度,约为180 MPa。

连接温度对T91/12Cr2MoWVTiB TLP连接接头组织和性能的影响

连接温度是完成瞬时液相扩散连接、保证焊接接头性能的关键参数,采用不同连接温度1 210℃、1 230℃和1 250℃对T91/12Cr2MoWVTiB进行瞬时液相扩散连接,连接压力为2 MPa,保温时间为4 min,结果表明,在1 210～1 250℃范围内,随着温度的增加,焊接接头的成分越来越均匀,连接区域的显微硬度分布逐渐趋于平缓,接头的力学性能也随之提高。

不同连接温度下12Cr1MoV钢TLP连接接头组织与性能变化研究

选用FeNiCrSiB为中间层合金,采用不同连接温度对珠光体耐热钢12Cr1MoV进行瞬时液相扩散连接,并对连接接头进行力学性能检测和微观组织观察,结果表明:当连接温度由1150℃增加到1200℃时,12Cr1MoV接头的抗拉强度和微观组织都得到了改善,并结合不同的微观组织状态讨论了连接温度对连接过程中液相最大宽度Wmax的影响作用。

连接温度对Ti中间层钼/铜异种金属扩散焊接接头组织性能的影响

以Ti箔作为中间层,采用瞬间液相扩散焊接的方式焊接Mo和Cu,研究了连接温度对焊接接头显微组织及剪切强度的影响。结果表明,连接温度较低时,扩散连接接头的的界面呈分层结构,随着连接温度的升高,Ti、Cu及Ti、Mo相互扩散反应,获得了良好的焊接接头。接头的剪切强度随连接温度升高逐渐增大。1030℃时,接头的剪切强度达到180.3 MPa,断裂发生在Mo母材。

连接温度对纯铜瞬时液相扩散连接接头组织及力学性能的影响

采用Cu46Zr46Al8非晶薄片作为连接中间层,在温度750～900℃、压力0.5 MPa、保温时间300 s条件下,对纯Cu进行瞬时液相扩散连接,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对连接层组织和成分分布进行了分析,并对连接试样的力学性能进行了测试。结果表明,连接界面结合良好,当连接温度较低时(750～800℃),基体与连接界面层发生了扩散反应,形成了3层Cu-Zr金属间化合物反应层;当连接温度在850～900℃时,基体以胞状生长方式长入中间层,而中间层凝固成片层状共晶组织(Cu9Zr2和Cu)。900℃连接试样的抗拉强度为345 MPa,表现出良好的塑性。

温度对基于液相烧结的Ti(C,N)基金属陶瓷/钢扩散连接的影响

介绍了一种基于液相烧结过程的Ti(C,N)基金属陶瓷/钢的扩散连接方法。试验研究了连接温度的影响,并对接头界面微观组织与成分进行了分析。结果表明,Ti(C,N)基金属陶瓷/钢的最佳连接温度是1320℃。低于1320℃时,Ti(C,N)基金属陶瓷无法致密化,Ti(C,N)基金属陶瓷和钢无法连接;高于1320℃时,钢熔化。Ti(C,N)基金属陶瓷/钢的扩散连接过渡层由四部分构成:靠近Ti(C,N)基金属陶瓷的过渡层Ni含量极多,有一定量的Ti,是Ti(C,N)基金属陶瓷的表面层;第二层Ni含量减少,Ti和Fe增加,也是Ti(C,N)基金属陶瓷的表面层;第三层是奥氏体区,主要元素是Ni和Fe;第四层是马氏体区,它靠近钢基体,主要成分是Fe及少量Ni和C。

Inconel718合金扩散连接接头的组织与性能研究

对细晶Inconel718高温合金无中间层和加Ni箔中间层两种情况下的扩散连接进行了研究,分析了不同的连接温度、连接压力、连接时间等工艺参数对接头剪切强度的影响;通过SEM、EPMA和金相技术对接头微观组织和力学性能进行了分析.确定了获得优质接头的最佳工艺参数区间,即扩散连接温度T=1050℃,连接压力P=20MPa,连接时间t=45min,选用Ni箔作为中间层,厚度为25μm.

Si_3N_4/(Cu,Nb)/Ni/Inconel600高温合金部分液相扩散连接接头的组织与力学性能

为了在较低的连接温度、连接压力和连接时间下获得高温稳定性好的陶瓷/金属接头,通过设计非对称中间层(Cu,Nb)/Ni,在连接温度为1403 K/1373 K,连接时间为50 min,连接压力为7.5 MPa,冷却速度为10 K/min的工艺条件下,采用真空扩散连接设备,进行了Si3N4/Inconel600高温合金接头的部分液相扩散连接(partial liquid phase dif-fusion bonding,PLPDB).接头的强度通过剪切试验评价,接头组织形态采用扫描电子显微镜(SEM)进行了观察和分析.实验结果表明,Cu,Nb配比、(Cu,Nb)层的厚度和连接温度影响接头的组织形态、强度与断裂.在连接温度为1403 K时,Cu,Nb配比增加,接头中的孔洞缺陷减小,接头强度提高,断裂位置从陶瓷/中间层界面向陶瓷转变.当连接温度为1403 K,Cu,Nb配比为10,(Cu,Nb)层厚度不超过0.2 mm时,随着(Cu,Nb)层厚度的增加,接头强度提高.当连接温度从1403 K降到1373 K时,接头强度明显提高.

Mo与Ti6Al4V合金的扩散连接行为与组织性能

采用真空扩散连接技术制备了高强度Mo/Ti6Al4V连接接头,研究了不同扩散连接温度和保温时间对Mo与Ti6Al4V连接接头界面组织及力学性能的影响。结果表明,Mo/Ti6Al4V接头的扩散层宽度随着连接温度的不断升高而逐渐变宽,形成了由Mo、Ti、Al和V组成的扩散层,在1100℃下由于热失配的问题界面处出现开裂的现象。在连接温度为900℃时,延长保温时间有助于提高元素的互扩散作用,扩散层的宽度由保温10 min的1.85μm提高到保温90 min的5.75μm。Mo/Ti6Al4V接头的拉伸强度呈现出随扩散温度和保温时间先增加后减小的趋势。当扩散温度1000℃,保温时间60 min时,Mo/Ti6Al4V接头拉伸性能达到最大值为323 MPa。

TC4钛合金扩散连接工艺研究

通过正交试验研究了TC4钛合金的真空扩散连接工艺,进行了扩散连接接头的剪切强度试验。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等分析手段,研究扩散连接温度、压力、时间等参数对TC4真空扩散连接质量及扩散连接接头剪切强度的影响。结果表明:扩散连接温度920℃,压力3 MPa,保温保压30 min时,扩散连接界面完全与基体相融,局部微孔等缺陷基本消失,孔洞弥合率达到98.63%,扩散连接接头的剪切强度为467.83 MPa,达到了母材剪切强度(480MPa)的97.46%。

TiAl/不锈钢瞬时液相扩散连接接头界面组织及力学性能

为制备TiAl/不锈钢复合构件,拓展二者应用领域,采用纯Ni箔/Cu_(46)Zr_(46)Al_(8)非晶箔片作为中间层实现了TiAl/不锈钢瞬时液相扩散连接,利用扫描电镜、能谱仪、万能试验机和显微硬度仪对接头进行显微结构和断口形貌观察、成分表征、剪切性能和显微硬度测试,研究了不同连接温度对接头微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,所制备的TiAl/不锈钢接头致密且无气孔和未焊合等缺陷;接头剪切强度随连接温度升高先增加后降低,1 100℃时接头剪切强度达到159.46 MPa;接头剪切开裂发生在TiAl合金一侧的界面,呈脆性断裂特征。

钛合金与不锈钢钎焊接头残余应力有限元分析

通过有限元分析的方法对TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢钎焊接头残余应力场进行分析,计算工艺参数对接头应力分布的影响.结果表明,在TC4、不锈钢母材与钎料接头两侧的界面区附近形成应力集中,并且在距离钛合金母材0.45mm处等效应力达到最大值.钎焊间隙在50μm时应力值最小,钎料的线膨胀系数在12×10-6℃-1时接头内应力达到最小值,连接温度对这些残余应力的集中与分布影响很小.