GH3044镍基合金钎焊接头的界面组织和强度分析

用光学显微镜、扫描电镜、x射线衍射等分析手段,对高强度za合金钎焊接头的显微组织形态及其特征、性能及界面区的相组成等进行了研究分析。结果表明,用研制的新型高强软钎料钎焊高强度za合金获得的钎焊接头在界面区局部有交互结晶产生;界面区组织构成较复杂,既有cd、sn、zn固溶体,又有少量的细小的mg2sn、mgzn等化合物;固溶体可以提高钎焊接头的强度和韧性,少量细小的化合物可强化基体组织,有利于强度的提高;但连续层状的金属间化合物可引起钎焊接头的脆化,使其性能降低。测试结果表明钎焊接头具有较高的力学性能,延伸率高于母材

不同钎料对tial基合金与40cr钎焊接头强度的影响 北京航空航天大学(100083)　　　　　　刘景峰　朱　颖　康　慧　曲　平 江苏淮海盐化厂(潍阳市　223007)　　张　悦 摘要　tial基合金是一种具有广泛发展前途的结构材料,采用钛基钎料和银基钎料对tial基合金与40cr钢 进行了真空钎焊试验。接头的剪切强度分别为110mpa和105mpa。显微组织分析表明,采用ti基钎料时焊接区 域存在脆性金属间化合物ti-cu相和ti-ni相以及采用ag基钎料时产生的层状组织可能与接头的低强度有 关。 关键词:　真空钎焊　tial基合金　40cr　剪切强度 effectoffillermetalsonshearstrengthofti-albased alloya

采用金相显微镜、扫描电镜、硬度计等测量方法,观察分析了铝锂合金钎焊前后母材和钎焊接头的显微组织变化,通过分析测试钎焊接头的显微硬度和断口微区的化学成分,研究分析了钎焊接头强度的变化规律。结果表明,焊后母材中的强化相由质点转变为板条状;氮气保护条件下,钎焊接头未见气孔、夹杂、裂纹等缺陷,钎焊接头存在一定的扩散区,从而有效地提高了钎焊接头的强度;无氮气保护的条件下,钎焊接头有大量的缺陷存在,这些缺陷的存在严重影响了钎焊接头的强度。

研究了焊后热处理对k403合金大间隙焊接头中γ′相与接头性能的影响,结果表明经扩散处理接头产生γ′相,呈圆形,其中母材的γ′相尺寸最大,过渡区、钎缝区依次减小;1200℃固溶处理后γ′相呈方形,但由于固溶处理接头析出高熔点化合物相,对接头性能不利;时效处理γ′相沉淀析出充分,形状呈方形,且时效处理有利于化合物相的扩散。

非晶镍基钎料钎焊接头性能及微观组织的研究

非晶镍基钎料钎焊接头性能及微观组织的研究

用非晶镍基钎料和普通晶态钎料在不同的温度下真空钎焊不锈钢,分析了接头的力学性能、元素分布和显微组织。研究表明,钎焊接头的焊接质量在1000℃以下随温度升高而增强,采用非晶钎料的接头强度明显好于普通晶态钎料。

采用有限元方法,模拟计算了镍基合金粉末钎料在1270℃钎焊k24镍基合金时,接头在冷却过程中的热应力最大值和应力集中区.结果表明,在冷却过程中,k24合金接头的切应力主要集中在界面端点处,且切应力的最大值出现在镍基钎料/k24合金界面的右端点处,其随着温度的降低先减小后增大.同时,接头x方向拉应力最大值也出现在此处,且其随着温度的降低经历由负到正的变化过程.当承受外切切力时,接头并非在镍基钎料内部断裂,而镍基钎料/k24合金界面易成为接头的主要断裂区.

采用bag45cuzn钎料对自蔓延高温合成的tic金属陶瓷与中碳钢进行了真空钎焊连接,利用扫描电镜、电子探针、x射线衍射等分析手段对接头的界面结构和室温抗剪强度进行了研究。结果表明,利用bag45cuzn钎料可实现tic金属陶瓷与中碳钢的连接;接头的界面结构为tic金属陶瓷/(cu,ni)固溶体/ag基固溶体+cu基固溶体/(cu,ni)固溶体/(cu,ni)+(fe,ni)/中碳钢;在连接温度为850℃保温10min的钎焊条件下,接头的抗剪强度可达121mpa。

利用自行改制的数控交流电阻焊机,采用cuni薄带钎料,配合改进型钎剂实现了tini形状记忆合金电阻钎焊连接。借助于光学显微镜、sem及edx对钎缝的组织进行了分析。结果表明,试验采用的电阻钎焊工艺对母材的热影响极小,接头中没有明显的热影响区;在钎缝中存在的ti3ni4化合物相是tini合金产生双程及全程形状记忆效应的主要因素

在钎焊时间3~30min,钎焊温度860~1000℃的条件下,采用agcuti钎料对c/c复合材料和tc4合金进行了钎焊试验。利用扫描电镜及eds能谱分析的方法对接头的界面组织及断口形貌进行了研究。结果表明,接头界面结构为c/c复合材料/tic+c/ticu+tic/ag(s.s)+ti3cu4+ticu/ti3cu4/ticu/ti2cu/ti2cu+ti(s.s)/tc4。由压剪试验测得的接头抗剪强度结果可知,在钎焊温度910℃,保温时间10min的条件下,接头获得的最高抗剪强度为25mpa。接头的断口分析结果表明,接头断裂的位置与被连接界面的碳纤维方向有关,当碳纤维轴平行于连接面时,断裂发生在复合材料中;当碳纤维轴垂直于连接面时,断裂主要发生在复合材料与钎料的界面处。

采用金相显微镜、电子显微镜、x射线能谱仪、显微硬度、力学试验等检测手段,对ta17钛合金/ag95cunili/0cr18ni10ti不锈钢钎焊接头的组织特征进行了分析。结果表明:钎缝中不锈钢/钎料一侧,形成了三层金属间化合物钎缝组织;在钛合金/钎料一侧,形成两个组织区域;同时,银沿钛合金晶间扩散;在凝固钎焊接头的钎缝中,靠近不锈钢一侧出现了ti、cu的富集;靠近钛合金一侧cu原子的含量明显升高,钎缝中心区基本上是纯银;钎缝中除不锈钢/钎料扩散层外,其他各微区的显微硬度并没有增加;从钎缝断口分析也证明钎缝中靠近不锈钢一侧是接头最薄弱的位置。

镍基钎料钎焊接头MB值的提高C

采用不同的工艺参数对铸造钴基高温合金k640进行了钎焊实验,通过扫描电镜、能谱分析仪和x射线衍射仪对钎焊接头进行了微观组织观察、典型物相成分测试及物相分析。结果表明:不同钎焊工艺参数下的钎缝均由钴基固溶体、碳化物m23c6、硼化物m3b2+钴基固溶体共晶,以及块状及颗粒状碳化物mc组成。当钎焊温度较低或保温时间较短时,钎缝中央生成大量的m3b2;随着钎焊温度的升高及保温时间的延长,钎缝中m3b2、mc减少,m23c6增多、长大。

对石墨与铜采用非晶态tizrnicu钎料进行了真空钎焊。采用光学显微镜(omolmpus)、扫描电镜(sem,s-4700)、电子探针(epma,jxa8600)等分析手段对接头的界面微观组织进行观察分析,研究结果表明,钎缝中主要是金属间化合物生成相,如cu-ti,cu-zr,ni-ti系等,裂纹易产生于焊缝中尺寸较大的一个金属间化合物相上,cu基固溶体的存在可以阻碍或延缓裂纹的扩展,对提高接头性能有利。在该实验条件下在950℃/15min工艺参数下获得的接头的电阻率低于5mω,平均电阻为3.3mω,接头的抗剪强度为16.34mpa满足该接头作为换向器接头的使用要求。

Cu基钎料电弧钎焊接头强度及断口分析

采用一种含有铝、钛活性元素的镍基高温钎料,对k465镍基铸造高温合金在1220℃进行了高温真空钎焊实验,通过光镜、扫描电镜和能谱分析研究分析了不同钎焊间隙和焊后热处理状态下的钎焊接头组织。研究表明0.1~0.2mm钎焊间隙的钎缝组织由(γ+γ′)共晶、呈块状、骨架状或羽毛状和不规则形状的化合物相和γ固溶体组成;0.35mm间隙中填充镍网的钎缝组织,主要由大量γ枝晶、少量(γ+γ′)共晶和少量的化合物相组成。钎焊接头间隙在0.1~0.2mm时钎焊后固溶热处理不能明显消除有害化合物相;而接头添加镍网可明显改善接头组织,减少有害化合物相,提高固溶热处理的效果。

研制了钎焊锌铝合金的cd-sn-zn钎料、zncl2-nh4cl-kf钎剂,研究了锌铝合金炉中钎焊及火焰钎焊的工艺参数,并使用tem,sem和xr-ay对钎焊接头进行了分析。结果表明,经优化的炉中钎焊工艺参数为:加热温度320℃、保温时间15min、钎焊间隙0.14mm。钎焊接头界面区出现了大量的硬质点相,cd与mg2cu6al5之间存在(102)cd//(111)mg2cu6al5,(220)mg2cu6al5//(010)cd,(224)mg2cu6al5//(211)cd的相结构关系,提高了接头的结合强度;界面区包含了母材和钎料中的所有物相且有一定宽度,界面区的zn含量高且sn分布均匀,表明钎料与母材发生了剧烈的扩散。

通过扫描电子显微镜、能谱仪及x射线衍射技术分析tini形状记忆合金与1cr18ni9ti不锈钢激光钎焊接头界面反应层的组织结构特征。结果表明:tini形状记忆合金与不锈钢激光钎焊接头钎缝主要由α-ag固溶体、α′-cu固溶体和ag-cu共晶相组成;不锈钢/银基钎料界面反应区由3层连续的反应层构成,分别为:奥氏体(a),马氏体(m)/a和m/α-ag+α′-cu+m;tini形状记忆合金/银基钎料界面反应层主要由ti(ni,cu)+(ni,cu)ti2化合物组成。

以mgh956合金钎焊接头高温抗拉强度为考察对象进行了正交试验设计。结果表明,考察的3个因素对接头性能影响的主次顺序为:钎料成分﹥保温方式﹥焊缝间隙;对应较优工艺参数为:钎料为kco3,保温方式为:1240℃/10min加1000℃/30min;焊缝间隙为0.02mm。在所进行试验中,1000℃拉伸试验结果最好的焊缝强度接近了母材水平。

采用bпp27钎料实现了k465镍基高温合金的真空电子束钎焊。分析了不同工艺参数对接头抗剪强度的影响,借助扫描电镜(sem)、能谱分析(eds)和相图分析等方法研究了界面结构,确定了界面反应产物及其形态分布。结果表明,在界面反应层中生成五种产物:大量的镍基γ固溶体和(γ′+γ)共晶相,大量的富含钨的ni3b和crb相,以及少量的nbc相;化合物相以细小的块状弥散分布在镍基固溶体中。随着束流和加热时间的增加,接头抗剪强度呈现先升高再降低的趋势。当束流为2.6ma,加热时间为560s,聚焦电流为1800ma时,获得最大抗剪强度为436mpa的钎焊接头。

采用ag-cu-ti钎料对石墨与铜进行了真空钎焊连接,利用扫描电镜、x射线衍射和室温压剪试验等分析手段对接头的微观组织和室温抗剪强度进行了研究.结果表明,利用ag-cu-ti钎料可以实现石墨与铜的连接;接头的界面结构为石墨/tic/ag-cu共晶组织+铜基固溶体/铜基固溶体/铜;随着钎焊温度的提高或保温时间的延长,tic层的厚度逐渐增大,但并不是随着保温时间延长和钎焊温度的升高无限制增厚;在钎焊温度为870℃,保温时间为15min的真空钎焊条件下,接头的抗剪强度达到17mpa的最大值.剪切性能试验时断裂均发生在石墨母材的近界面处.