用Zr/Nb复合中间层连接SiC陶瓷与Ni基高温合金

采用Zr/Nb耐高温复合中间层 ,通过真空压力扩散焊连接SiC陶瓷和Ni基高温合金 (GH12 8) .研究了连接温度、连接压力和高温保温时间对试样连接强度的影响 .通过正交优选实验 ,确定出最佳工艺参数 :10 70℃ ,2 0min ,11.5MPa ,并根据此工艺制取了完整的陶瓷 /金属连接件 ,其抗弯强度达到了陶瓷母材强度的 5 2 % .微观结构研究表明 ,在界面处发生了元素的互扩散 ,生成了反应扩散层 ,实现了良好的冶金结合 ;同时 ,由于SiC陶瓷中存在开孔 ,从而中间层金属通过塑性流动进入空隙 。

添加Ni＋Nb中间层的钛合金与不锈钢扩散焊工艺研究

分别采用常规工艺和阶梯状工艺的方法,对添加Ni+Nb复合中间层的TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢真空扩散焊进行了研究。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及能谱分析(EDS)对接头的组织结构、元素分布进行了分析,测试了接头的力学性能并分析了断口形貌和元素分布。结果表明,通过添加Ni+Nb中间层成功阻止了Fe-Ti金属间化合物生成,接头界面过渡区组织自不锈钢侧依次为Fe-Cr-Ni固溶体、Ni-Nb反应层、剩余Nb及Nb-Ti固溶体。阶梯状工艺下接头的结合质量明显优于常规工艺下的接头,在阶梯状工艺上限温度900℃条件下接头抗拉强度达到了396MPa,断口分析表明,接头断裂于Ni-Nb形成的反应层,该反应层是由Ni3Nb和少量Ni6Nb7金属间化合物组成的混合层,为接头过渡区关键环节。

TA2/Ni+Nb中间层/1Cr18Ni9Ti扩散焊接头的组织与性能

采用50μm纯Ni箔+10μm纯Nb箔复合中间层,在焊接温度840℃,880℃和920℃,压力4MPa以及保温时间60min的工艺下,对工业纯钛TA2和1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了真空扩散焊实验,测试了接头的抗拉强度,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)对接头的组织结构、元素分布以及断口形貌和相组成进行了分析。结果表明:Ni+Nb复合中间层的存在成功阻止了Fe,Ti互扩散,实现了TA2与1Cr18Ni9Ti的可靠连接,接头的拉伸强度达到261MPa,该强度主要受剩余Ni箔控制,且焊接温度的变化对其影响不大。接头所生成反应层自不锈钢一侧起分别为FeCrNi固溶体、剩余Ni,Ni3Nb,剩余Nb以及TiNb魏氏体。

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。

用纯金属Ni作中间层扩散连接铝基复合材料

采用纯金属Ni作中间层扩散连接氧化铝颗粒增强铝基复合材料（Al2O3P／6061Al），探究了连接温度和保温时间对接头显微结构与力学性能的影响。结果表明，连接温度610～620℃时，连接区主要由Al3Ni和Ni在Al中固溶体组成，Al2Ni含量随连接温度升高、保温时间延长而减少；连接温度630℃时，连接区主要由Al2O3颗粒和Ni在Al中固溶体组成，Al2O3颗粒偏聚于接头中心。连接温度620℃、保温时间5～120min条件下，接头抗剪强度68-93MPa，断裂于连接区与母材界面；连接温度630℃、保温时间5～120min条件下，接头抗剪强度93-97MPa，断裂于增强相偏聚区。

钛-钢复合板中Ni夹层对界面结合强度的影响

为了提高钛-钢复合板界面结合强度,本文提出在钛-钢之间加入Ni箔作为过渡层,采用真空轧制方法制备TA1-Ni-Q235复合板,研究了Ni中间层厚度及轧制温度对复合板组织及结合强度的影响。实验结果表明,Ni中间层可有效阻止Ti-Fe和TiC化合物生成,随着Ni中间层厚度增加,阻止C元素扩散作用加强,界面结合强度提高;随着轧制压下率的增加,界面结合强度提高;随着轧制温度的提高,界面化合物层厚度增加,界面结合强度下降,其中,Ti-Ni界面处形成Ti2Ni和TiNi化合物。

超音速火焰喷涂碳钢表面制备Ni9Al/WC-Co复合涂层组织与性能研究

采用高速电弧喷涂工艺在20钢样品表面制备了Ni9Al涂层,以其作为超音速火焰喷涂WC-Co涂层的中间层。采用光学显微镜分析、场发射扫描电镜分析以及性能测试方法,研究Ni9Al中间层对涂WC-Co涂层组织结构及性能的影响。结果表明:Ni9Al中间层能提高WC-Co涂层与基体的结合强度;Ni9Al/WC-Co复合涂层试样的热震试验结果表明,Ni9Al中间层显著改善了涂层抗热震性能。

Ti/Nb/Cu作缓冲层的TiC金属陶瓷/304不锈钢扩散连接

采用Ti/Nb/Cu复合中间层在连接温度为925℃、保温时间20min、焊接压力8MPa的条件下对TiC金属陶瓷和304不锈钢进行真空扩散连接。通过光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及X射线衍射(XRD)分析观察接头微观组织、断口形貌、反应界面元素分布、断面的物相组成。结果表明:在TiC金属陶瓷和304不锈钢之间形成一个明显的转变过渡区,界面反应产物主要为[Ti,Nb]固溶体+Ti+NbTi4,Nb和剩余Cu+[Cu,Fe]固溶体+Cr。接头抗剪强度达到84.6MPa,断裂发生在TiC和Ti之间的位于TiC上的扩散反应层上。Nb对接头残余应力的改善起到关键作用,界面强度高于因残余应力作用而弱化了的陶瓷基体强度。

基于Ni中间层的铝合金与高强钢激光诱导TIG复合焊接

提出了加入Ni中间层的6061铝合金与DP980高强钢搭接接头激光诱导电弧复合连接技术,采用该技术实现了6061铝合金与DP980高强钢的良好连接。分析了Ni中间层对搭接接头力学性能、微观组织的影响,并分析了Ni中间层在焊接过程中的作用。使用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、X射线衍射仪等对典型焊接接头的显微组织、元素分布进行分析。结果表明:在铝合金与高强钢之间加入Ni中间层,能有效阻止Fe元素向铝合金基体中扩散,并改变了6061/DP980界面金属间化合物的种类及分布,金属间化合物的厚度明显减小,金属间化合物主要由FeAl3和Fe2Al5组成,Ni元素也发生扩散,并主要以Al-Ni化合物及Fe(Ni)固溶体的形式存在于焊缝中。添加Ni中间层焊接接头的剪切拉伸载荷可达到173 N/mm,比未添加Ni中间层的接头提高了约35%。