Ti和Fe中间层对TA15/硬质合金复合板界面结构与剪切强度的影响

钛合金和硬质合金在扩散复合过程中由于易产生脆硬化合物、热膨胀系数差异诱导高热应力等,导致界面结合性能较差。为了改善TA15/硬质合金复合材料界面结合性能,研究了中间层、复合温度以及硬质合金中Co含量对复合材料界面结构和剪切强度的影响。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等表征方法对复合材料界面附近的元素扩散、界面化合物的类型等进行分析。通过压缩剪切实验对TA15/硬质合金复合材料的界面剪切强度进行测试。结果表明:加入中间层材料(Ti、Fe)可以在一定程度上增加界面附近元素扩散,还能够通过自身的塑性变形来释放复合界面的热应力,从而提升界面的结合性能。复合温度会影响界面附近的元素扩散速率和复合界面的组织结构,从而影响复合材料界面结合性能。

热等静压法制取复合硬质合金轧辊

选用铁基复合材料作复合辊内层，采用热等静压扩散连接法将其复合到硬质合金外层，制得了近实物尺寸的复合硬质合金轧辊。考察了铁基复合材料内层的热等静压烧结组织和性能及复合辊内、外层界面结合情况。并对复合辊线切割时产生的裂纹作了分析。从而为热等静压法复合硬质合金轧辊的深入研究提供了实验基础。

硬质合金与铁基复合材料热等静压扩散连接

以烧结态硬质合金和粉末态铁基复合材料为连接对象，研究了两种材料的热等静压扩散连接工艺，获得了直接连接接头和加镍作中间过渡层的间接连接接头，考察了接头的结合界面形貌、界面的元素扩散和界面结合强度。

硬质合金与钢的热等静压扩散连接

研究了硬质合金ＹＧ１５Ｃ与４５~＃碳钢的热等静压扩散连接工艺，探讨厂连接温度、压力、保温保压时间、中间夹层及其厚度和连接残余热应力等对接合强度的影响．结果表明：热等静压扩散连接强度强烈依赖于连接温度，受控于连接后因ＹＧ１５Ｃ与４５~＃钢热膨胀失配而产生的残余热应力。采用镍箔作中间夹层可有效地减小残余热应力对连接的影响，显著提高接合强度．

硬质合金与金属的热等静压扩散连接

研究了硬质合金与工业纯铁、Ａ３钢、４５＃钢、Ｔ１０钢等金属热等静压扩散连接时的界面复合特征。阐述了有害界面脆性相Ｆｅ３Ｗ３Ｃ的成因与控制方法。

扩散焊接条件下复合材料接合区界面行为研究

对复合材料 Si Cw-6 0 6 1 Al扩散焊接接合区基体 -基体、增强相 -基体、增强相 -增强相三种界面行为进行了探索性的研究 ,分析了接头微观组织及其力学性能 .研究表明 ,在试验范围内 ,当焊接温度低于复合材料固相线温度时 ,基体 -基体界面可以实现良好结合 ,而增强相 -基体、增强相 -增强相界面难以实现结合 .发现在铝基复合材料 Si Cw-6 0 6 1 Al液、固两相温度区间存在一个“临界温度”,当焊接温度达到该温度时 ,接合区出现一定数量的液态基体金属 ,不仅基体 -基体、增强相 -基体界面可以实现较好结合 ,而且增强相 -增强相界面将转化为增强相 -基体 -增强相界面 ,焊接接头强度达到母材强度 ;在此基础上首次提出“非夹层液相扩散焊接”新工艺 ,成功实现复合材料 Si Cw-6 0 6 1

热等静压烧结-连接法制取硬质合金/钢复合材料初探

用热等静压烧结－连接法获得了ＹＧ１５Ｃ与４５＃钢的复合接头。考察了接头的界面复合特征，界面上元素扩散及接头的结合强度。

温度对Ni/Nb/Ni复合中间层连接YG20和42CrMo钢扩散层微观组织和抗拉强度的影响

以Ni/Nb/Ni作为复合中间层,采用固态真空扩散法分别于1150℃和1200℃下保温1 h连接YG20和42CrMo钢。利用扫描电镜、能谱仪、X射线微区衍射仪及力学试验机,对不同温度下的扩散层微观组织结构和抗拉强度进行了分析。试验结果表明:在YG20/Ni和Ni/42CrMo钢界面处形成了(γFe,Ni)和(Ni,Co)固溶体。碳原子从YG20与42CrMo钢两端向复合中间层扩散,并在扩散层形成碳化物。结合相图热力学计算的C-Ni-Nb等温截面和扩散层物相的实验表征,分析了复合中间层物相的形成机理,Ni/Nb界面处的物相依次为NbNi+NbC、NbC和NbNi。NbNi和NbC的热膨胀系数差异导致NbC易从NbNi基体中剥离,形成孔洞。随着连接温度由1150℃升高至1200℃,更多的NbC析出,导致孔洞量增加,使得基体的抗拉强度从40 MPa降低至24 MPa,且均以脆性模式在NbNi+NbC层失效。