復(fù)合材料銅基活性釬料真空釬焊接頭的組織與性能

采用鋁基釬料對工業(yè)純鋁進(jìn)行真空釬焊,分析研究了鋁基釬料的si含量、釬焊工藝參數(shù)對釬焊接頭的強(qiáng)度、硬度和耐蝕性等性能的影響,探索其釬料的最佳硅含量及釬焊工藝參數(shù)組合。結(jié)果表明,釬料中的最佳si含量為12wt%,最佳釬焊加熱溫度為620℃,保溫時間為20min。

采用ag-cu-ti釬料對石墨與銅進(jìn)行了真空釬焊連接,利用掃描電鏡、x射線衍射和室溫壓剪試驗(yàn)等分析手段對接頭的微觀組織和室溫抗剪強(qiáng)度進(jìn)行了研究.結(jié)果表明,利用ag-cu-ti釬料可以實(shí)現(xiàn)石墨與銅的連接;接頭的界面結(jié)構(gòu)為石墨/tic/ag-cu共晶組織+銅基固溶體/銅基固溶體/銅;隨著釬焊溫度的提高或保溫時間的延長,tic層的厚度逐漸增大,但并不是隨著保溫時間延長和釬焊溫度的升高無限制增厚;在釬焊溫度為870℃,保溫時間為15min的真空釬焊條件下,接頭的抗剪強(qiáng)度達(dá)到17mpa的最大值.剪切性能試驗(yàn)時斷裂均發(fā)生在石墨母材的近界面處.

在釬焊時間3~30min,釬焊溫度860~1000℃的條件下,采用agcuti釬料對c/c復(fù)合材料和tc4合金進(jìn)行了釬焊試驗(yàn)。利用掃描電鏡及eds能譜分析的方法對接頭的界面組織及斷口形貌進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,接頭界面結(jié)構(gòu)為c/c復(fù)合材料/tic+c/ticu+tic/ag(s.s)+ti3cu4+ticu/ti3cu4/ticu/ti2cu/ti2cu+ti(s.s)/tc4。由壓剪試驗(yàn)測得的接頭抗剪強(qiáng)度結(jié)果可知,在釬焊溫度910℃,保溫時間10min的條件下,接頭獲得的最高抗剪強(qiáng)度為25mpa。接頭的斷口分析結(jié)果表明,接頭斷裂的位置與被連接界面的碳纖維方向有關(guān),當(dāng)碳纖維軸平行于連接面時,斷裂發(fā)生在復(fù)合材料中;當(dāng)碳纖維軸垂直于連接面時,斷裂主要發(fā)生在復(fù)合材料與釬料的界面處。

非晶鎳基釬料釬焊接頭性能及微觀組織的研究

非晶鎳基釬料釬焊接頭性能及微觀組織的研究

用非晶鎳基釬料和普通晶態(tài)釬料在不同的溫度下真空釬焊不銹鋼,分析了接頭的力學(xué)性能、元素分布和顯微組織。研究表明,釬焊接頭的焊接質(zhì)量在1000℃以下隨溫度升高而增強(qiáng),采用非晶釬料的接頭強(qiáng)度明顯好于普通晶態(tài)釬料。

利用快速凝固技術(shù)和傳統(tǒng)鑄造技術(shù)分別制備出成分相同的cu-ni-sn-p非晶薄帶釬料和普通釬料,將2種釬料在4種釬焊溫度(660,670,680,690℃)和3種保溫時間(5,10,15min)下與純銅進(jìn)行真空釬焊試驗(yàn),借助dta,xrd,eds和金相顯微鏡探討了釬焊接頭的界面微觀組織結(jié)構(gòu)及斷口形貌,并通過拉伸試驗(yàn)評價了接頭強(qiáng)度。研究結(jié)果表明:在680℃,15min條件下,接頭抗拉強(qiáng)度最高,非晶釬料的接頭抗拉強(qiáng)度明顯優(yōu)于普通釬料,界面反應(yīng)層由擴(kuò)散區(qū)、殘余釬料區(qū)組成。隨著保溫時間的延長和釬焊溫度的升高,擴(kuò)散深度增加,冶金作用增強(qiáng),在基體深度方向明顯表現(xiàn)為沿晶界優(yōu)先滲透。

用自研制雙層陶瓷復(fù)合材料與鋼進(jìn)行了大氣中釬焊連接。采用聲學(xué)顯微鏡、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和能譜分析等測試手段對雙層陶瓷復(fù)合材料的聲顯微結(jié)構(gòu)及釬焊接頭的微觀組織及形態(tài)、特征點(diǎn)的化學(xué)成分等進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示,雙層陶瓷復(fù)合材料與鋼釬焊連接后的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)接頭的三個界面均達(dá)到較好的結(jié)合。這為陶瓷/金屬接頭提供了一種新的連接途徑

用鎳基釬料真空釬焊鎳基合金時釬焊溫度對釬料中si、b等元素的擴(kuò)散有重要作用,因此采用3種釬焊溫度對其進(jìn)行真空釬焊,研究了1080、1110和1140℃釬焊溫度下釬縫的微觀組織、元素分布及顯微硬度等。結(jié)果表明,隨著釬焊溫度的升高,釬料中元素向母材擴(kuò)散越充分,釬焊溫度為1140℃時,釬縫組織基本為固溶體。

使用質(zhì)量比為6:4的混合鎳基釬料bni-2與bni-5對316l不銹鋼進(jìn)行真空釬焊。由于釬縫間隙對釬焊接頭組織性能有重要影響,所以在釬焊溫度1140℃,保溫時間10min的釬焊參數(shù)下,分別對釬縫間隙為30,60和100μm進(jìn)行了釬焊實(shí)驗(yàn)。主要通過光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能譜分析儀、電子探針顯微分析儀以及顯微硬度計等對釬焊接頭界面組織特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明,分布于釬焊接頭中心連續(xù)共晶組織是導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展的主要通道。另外,研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)行完整的等溫凝固過程時,只有γ-ni固溶體相存在于釬焊接頭中,但在釬縫與母材邊界的沿晶界區(qū)域仍存在第二相的金屬間化合物。

采用真空釬焊方法對3a21鋁合金進(jìn)行了試驗(yàn),針對固態(tài)高純鎂在真空下加熱揮發(fā)的特性,試驗(yàn)研究了爐膛中放置不同質(zhì)量的活性元素鎂對鋁合金真空釬焊接頭性能的影響。采用材料萬能試驗(yàn)機(jī)和金相顯微鏡獲得并分析了接頭力學(xué)性能和顯微組織。結(jié)果表明,比較爐膛內(nèi)放置三種不同質(zhì)量鎂的釬縫抗剪強(qiáng)度,當(dāng)單位體積鎂質(zhì)量達(dá)到235g/m3時其強(qiáng)度最高,達(dá)到78mpa;金相組織顯示,真空釬焊接頭中主要強(qiáng)化相為mg2si,單位體積鎂質(zhì)量達(dá)到235g/m3時釬縫區(qū)寬度最小,約0.06mm;通過獲取不同產(chǎn)品在325℃以上的停留時間,可定量掌握爐膛預(yù)置固態(tài)鎂質(zhì)量。

采用ag-cu-ti-(ti+c)混合粉末作釬料,在適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)下真空釬焊cf/sic復(fù)合材料與鈦合金,利用sem,eds和xrd分析接頭微觀組織結(jié)構(gòu),利用剪切試驗(yàn)檢測接頭力學(xué)性能.結(jié)果表明,釬焊后釬料中的鈦與cf/sic復(fù)合材料發(fā)生反應(yīng),接頭中主要包括tic,ti3sic2,ti5si3,ag,ticu,ti3cu4和ti2cu等反應(yīng)產(chǎn)物,形成石墨與鈦原位合成tic強(qiáng)化的致密復(fù)合連接層.tic的形成緩解了接頭的殘余熱應(yīng)力,并且提高了接頭的高溫性能.接頭室溫、500℃和800℃高溫抗剪強(qiáng)度分別達(dá)到145,70,39mpa,明顯高于cf/sic/ag-cu-ti/tc4釬焊接頭.

選用cu箔、zn及bal88simg片狀釬料作為填充金屬,采用真空加熱方法進(jìn)行高硅鋁合金的釬焊連接,并對接頭進(jìn)行光學(xué)金相、顯微硬度、掃描電子顯微等測試、分析、研究。結(jié)果表明:3種釬料釬焊高硅鋁合金,通過凝固、結(jié)晶等過程形成冶金結(jié)合,生成共晶體和固溶體組織,形成可靠的連接接頭,外觀良好。

鎳基釬料釬焊接頭MB值的提高C

本文采用bni-2、bпp-1兩種釬料,對1cr18ni9ti不銹鋼進(jìn)行了電子束釬焊和真空釬焊,并對其接頭進(jìn)行了顯微組織分析.結(jié)果表明,兩種釬料電子束釬焊形成的接頭顯微組織主要都是固溶體;bni-2釬料真空釬焊形成接頭的顯微組織是由兩部分組成的,一部分是位于母材附近的鎳固溶體,另一部分是位于釬縫中心的化合物組織;bпp-1釬料真空釬焊形成接頭的顯微組織是由銅-鎳固溶體和釬縫中少量的化合物相組成的.

采用ti-zr-cu-ni釬料釬焊sic纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的接頭 組織與性能 作者：陳波，熊華平，毛唯，程耀永，郭萬林，chenbo，xionghua-ping，maowei， chengyao-yong，guowan-lin 作者單位：北京航空材料研究院,焊接及鍛壓工藝研究室,北京,100095 刊名：材料工程 英文刊名：journalofmaterialsengineering 年，卷(期)：2009(6) 參考文獻(xiàn)(12條) 1.changdj;kaowhsicreinforcedtitaniumcorrugatedstructuresforhightempapplication1998(02) 2.yangyq;dudekhj;kumpfertjinterfacialreaction

Cu基釬料電弧釬焊接頭強(qiáng)度及斷口分析

對石墨與銅采用非晶態(tài)tizrnicu釬料進(jìn)行了真空釬焊。采用光學(xué)顯微鏡(omolmpus)、掃描電鏡(sem,s-4700)、電子探針(epma,jxa8600)等分析手段對接頭的界面微觀組織進(jìn)行觀察分析,研究結(jié)果表明,釬縫中主要是金屬間化合物生成相,如cu-ti,cu-zr,ni-ti系等,裂紋易產(chǎn)生于焊縫中尺寸較大的一個金屬間化合物相上,cu基固溶體的存在可以阻礙或延緩裂紋的擴(kuò)展,對提高接頭性能有利。在該實(shí)驗(yàn)條件下在950℃/15min工藝參數(shù)下獲得的接頭的電阻率低于5mω,平均電阻為3.3mω,接頭的抗剪強(qiáng)度為16.34mpa滿足該接頭作為換向器接頭的使用要求。

采用金相顯微鏡、掃描電鏡、硬度計等測量方法,觀察分析了鋁鋰合金釬焊前后母材和釬焊接頭的顯微組織變化,通過分析測試釬焊接頭的顯微硬度和斷口微區(qū)的化學(xué)成分,研究分析了釬焊接頭強(qiáng)度的變化規(guī)律。結(jié)果表明,焊后母材中的強(qiáng)化相由質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍡l狀;氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下,釬焊接頭未見氣孔、夾雜、裂紋等缺陷,釬焊接頭存在一定的擴(kuò)散區(qū),從而有效地提高了釬焊接頭的強(qiáng)度;無氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下,釬焊接頭有大量的缺陷存在,這些缺陷的存在嚴(yán)重影響了釬焊接頭的強(qiáng)度。

采用鎳基釬料bni2+40%bni5對316l不銹鋼進(jìn)行真空釬焊。主要通過光學(xué)顯微鏡、電子探針顯微分析儀、硬度計等研究了3種釬縫間隙下釬焊接頭的顯微組織、釬縫成分分布以及釬縫顯微硬度。結(jié)果表明316l不銹鋼的釬焊接頭主要由固溶體、共晶組織及網(wǎng)狀化合物組成,硼、硅是導(dǎo)致化合物相產(chǎn)生的主要合金元素;隨著釬縫間隙的減小,釬焊接頭中金屬間化合物相的含量逐漸減小,當(dāng)釬縫間隙為30μm時,接頭組織基本為固溶體。

用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、x射線衍射等分析手段,對高強(qiáng)度za合金釬焊接頭的顯微組織形態(tài)及其特征、性能及界面區(qū)的相組成等進(jìn)行了研究分析。結(jié)果表明,用研制的新型高強(qiáng)軟釬料釬焊高強(qiáng)度za合金獲得的釬焊接頭在界面區(qū)局部有交互結(jié)晶產(chǎn)生;界面區(qū)組織構(gòu)成較復(fù)雜,既有cd、sn、zn固溶體,又有少量的細(xì)小的mg2sn、mgzn等化合物;固溶體可以提高釬焊接頭的強(qiáng)度和韌性,少量細(xì)小的化合物可強(qiáng)化基體組織,有利于強(qiáng)度的提高;但連續(xù)層狀的金屬間化合物可引起釬焊接頭的脆化,使其性能降低。測試結(jié)果表明釬焊接頭具有較高的力學(xué)性能,延伸率高于母材

采用lhm-200等離子弧焊機(jī)對1mm紫銅與低碳鋼異種材料進(jìn)行了熔透型等離子弧焊試驗(yàn),得到了內(nèi)部無缺陷、外觀成形良好的接頭.觀察了接頭的顯微組織,并分析了工藝參數(shù)對接頭力學(xué)性能的影響.結(jié)果表明,焊縫區(qū)中心顯微組織呈細(xì)胞群狀,界面兩側(cè)的組織特征呈現(xiàn)顯著的不同,焊縫與銅側(cè)界面沒有明顯的熔合線,局部呈漩渦狀,鋼側(cè)與焊縫連接處出現(xiàn)了明顯的分界線;最佳工藝為焊接電流為65a,焊接速度為0.4cm/s,離子氣流量為0.7l/min,此時接頭抗拉強(qiáng)度可達(dá)176mpa,試樣斷裂于銅母材熱影響區(qū).