ZrO_2陶瓷与Kovar合金钎焊接头组织与性能

采用制备的一种新型中温铝基钎料箔(熔点513~529℃),在530~550℃对ld2铝合金进行真空钎焊试验。测试钎焊接头的室温抗拉性能,采用扫描电镜(sem)及能谱仪(des)对钎焊接头组织和断口形貌进行观察分析。试验结果表明,制备的钎料可用于ld2铝合金的真空钎焊,在优化工艺规范下可获得致密的接头,焊后经热处理,钎焊接头平均室温抗拉强度可达300mpa,断口是以典型韧窝为特征的塑性断口。

为实现al2o3陶瓷与可伐合金的可靠连接,分析影响接头力学性能的因素,测试了al2o3陶瓷/agcuti/可伐合金钎焊接头的抗剪强度,通过光学显微镜、sem及eds对断口形貌、成分进行分析,确定了断裂路径.研究表明,钎焊温度为900℃,保温时间为5min时,接头抗剪强度最高,达144mpa.此时,断裂大部分发生在al2o3陶瓷/钎料界面处,小部分发生在界面中的tife2、tini3金属间化合物层.钎焊温度升高,保温时间延长时,界面上出现大量的tife2、tini3金属间化合物,界面性能弱化,断裂发生在tife2、tini3金属间化合物层,造成al2o3陶瓷/agcuti/可伐合金接头连接强度降低.

选用cu箔、zn及bal88simg片状钎料作为填充金属,采用真空加热方法进行高硅铝合金的钎焊连接,并对接头进行光学金相、显微硬度、扫描电子显微等测试、分析、研究。结果表明:3种钎料钎焊高硅铝合金,通过凝固、结晶等过程形成冶金结合,生成共晶体和固溶体组织,形成可靠的连接接头,外观良好。

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。

用镍基钎料真空钎焊镍基合金时钎焊温度对钎料中si、b等元素的扩散有重要作用,因此采用3种钎焊温度对其进行真空钎焊,研究了1080、1110和1140℃钎焊温度下钎缝的微观组织、元素分布及显微硬度等。结果表明,随着钎焊温度的升高,钎料中元素向母材扩散越充分,钎焊温度为1140℃时,钎缝组织基本为固溶体。

采用有限元数值模拟方法模拟了不同缓冲层和缓冲层厚度对接头残余应力的影响,结果表明,对于同一种缓冲层,厚度不一样,减少应力的效果不一样,都存在一个最佳厚度;使用cu箔、ni箔、ti箔对缓解残余应力非常有效,而使用mo箔作为应力缓冲层可以调整残余应力场的分布状态。

氮化硅陶瓷与40Cr钢钎焊接头性能的研究

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

用自研制双层陶瓷复合材料与钢进行了大气中钎焊连接。采用声学显微镜、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等测试手段对双层陶瓷复合材料的声显微结构及钎焊接头的微观组织及形态、特征点的化学成分等进行了研究。结果显示,双层陶瓷复合材料与钢钎焊连接后的多层复合结构接头的三个界面均达到较好的结合。这为陶瓷/金属接头提供了一种新的连接途径

采用zn-al钎料和自制kalf4-csalf4钎剂配合火焰钎焊方法对紫铜和纯铝进行钎焊,研究了钎料中铝含量变化对钎料铺展性能、钎料组织及钎焊接头力学性能的影响.结果表明,钎料中铝含量质量分数为15%时,钎焊接头力学性能最佳.采用光学显微镜和场发射扫描电子显微镜进一步观察分析钎料组织、铜铝钎焊接头区域显微组织和铜侧界面层化合物的分布形态,并采用eds进行成分分析.当钎料中铝含量较低时,铜铝钎焊接头区域主要由锌基固溶体构成,随着铝含量的升高,钎缝内部出现硬脆的cual2相,当铝含量质量分数达到22%时,cual2相尺寸变得粗大且分布不均匀,钎焊接头强度降低.

采用含ag50％~68％、cu10％~30％、zn12％~20％、sn0％~10％的银基钎料,通过激光钎焊,改变钎焊有效热输入(激光输出功率和钎焊时间),研究了tini形状记忆合金与不锈钢异质钎焊接头的微观组织和性能。结果表明:agcuznsn钎料对tini形状记忆合金和不锈钢的润湿性较好,钎焊接头界面平整、致密,与tini形状记忆合金形成的界面反应层较窄,而与不锈钢形成的界面反应层较宽。钎焊有效热输入对tini形状记忆合金热影响区组织和性能影响较大。钎焊有效热输入量过高,将导致tini形状记忆合金侧热影响区组织晶粒粗大、硬度降低、塑性提高。严格控制钎焊工艺参数可以获得具有较高抗拉强度、形状记忆效应和超弹性的tini形状记忆合金与不锈钢钎焊接头。

钛合金活性焊剂氩弧焊接头组织分析——采用北京航空制造工程研究所研制的ftr一0l钛合金活性焊剂进行了a·tig焊及常规tig焊焊接tc4钛合金工艺对比试验。利用金相试验方法对两种焊接接头的结晶组织形貌进行了详细的对比和分析，并对焊接接头区域的化学组成进行了...

采用北京航空制造工程研究所研制的ft-01钛合金活性焊剂进行了a-tig焊及常规tig焊焊接tc4钛合金工艺对比试验。利用金相试验方法对两种焊接接头的结晶组织形貌进行了详细的对比和分析,并对焊接接头区域的化学组成进行了测试和分析。结果表明,钛合金活性焊剂对焊接接头的宏观组织形貌有明显影响,但对焊接接头的化学组成没有影响。

以微合金化铸铁同质气焊丝为焊接材料,采用钨极氩弧焊对ht200铸铁件进行了焊接研究,分析了焊接区的组织和性能。结果表明,在室温焊接条件下,tig焊缝组织由点球状和不规则碎块状石墨、少量鱼骨状的莱氏体及珠光体基体组成,熔合区组织由细小的点球状石墨、莱氏体和细密的柱晶基体组成。焊补区硬度值普遍高于铸件本体,可高出铸件本体δhb100之多。基于焊接过程中保护气体ar对焊接区金属的激冷作用,tig焊只可用于铸件非加工表面的焊补,而不宜用于有加工性能要求表面的修复。

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。

采用热弹塑性有限元方法,在考虑了材料性能参数随温度变化的情况下,分析了采用ag-cu-ti钎料钎焊al2o3陶瓷与镍金属丝的钎焊接头,在钎焊和随后再次加热过程中产生的应力大小和分布情况,计算中着重考虑了钎料对接头残余应力的影响。结果表明,在钎料与陶瓷的界面处存在着较大的残余拉应力,影响了钎焊接头的连接强度,并可能在界面的陶瓷侧产生裂纹。通过试验对比,认为在此类连接结构中,钎料是造成接头形成较大残余应力的主要因素。并指出钎料性能参数是决定有限元计算精度的主要因素,要使计算结果与实际情况尽量符合,钎料性能参数的正确选择是关键。

以不同厚度的铜箔、镍箔作为缓解接头残余应力的中间层材料,在钎焊温度820℃,保温时间20min的工艺参数条件下对ti(c,n)基金属陶瓷与45钢进行了钎焊试验。结果表明,无论是采用铜箔还是镍箔,当其厚度从100μm增加到300μm时,接头三点弯曲强度上升趋势平缓;由于铜箔在钎焊过程中大量溶解,削弱了钎料与ti(c,n)基金属陶瓷的化学相容性,降低了界面结合力,从而严重制约了接头强度的提高;使用镍箔的突出特点表现在具有较高的界面强度,与施加铜箔的钎焊接头相比强度显著提高,但其缓解接头残余应力的效果不如铜箔,在靠近钎缝的ti(c,n)基金属陶瓷一侧易引发残余应力集中现象。

在钎焊时间120～1500s、钎焊温度1093～1223k的条件下,采用ag-cu共晶钎料对铜和1cr18ni9ti进行钎焊,利用扫描电镜及能谱仪对其接头的界面组织进行了研究。结果表明,接头界面结构为cu/cu(s.s)/ag(s.s)+cu(s.s)/1cr18ni9ti。以抗剪强度评价其接头的力学性能,发现当钎焊温度为1173k、保温时间为300s时,接头抗剪强度最高,为214mpa。

分别对双丝焊和单丝焊的焊接接头进行了x射线无损检测、显微组织分析、性能变化检测和拉伸断口形貌分析。研究了双丝焊焊接工艺方法在高速动车组车体用6005a-t6铝合金的焊接成型可行性。结果表明,双丝焊焊接速度高、焊缝成形好,接头组织致密、晶粒细小,接头力学性能优良,适合高速列车的大批量自动焊生产。

采用真空保护下的活性金属钎焊法对95%(质量分数)氧化铝陶瓷与低碳钢进行了钎焊,所用钎料为ag-cu-ti3活性钎料。通过x射线衍射仪(xrd)对界面的反应产物进行了物相分析,并用能谱仪(edax)分析了界面元素组成。结果表明,钎焊接头界面的反应十分复杂,反应产物多种多样,主要是ti3cu3o,ti3al,timn,tife2,tic等物质,界面的反应层按al2o3陶瓷/ti3cu3o/ti3al+timn+tife2+ag(s,s)+cu(s,s)/tic/低碳钢的规律过渡。

采用铜侧偏束工艺实现了ta15钛合金与qcr0.8铬青铜的电子束自熔钎焊,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和x射线衍射分析仪对焊缝组织进行了分析,通过接头抗拉强度对接头力学性能进行了评价。结果表明,电子束偏向铜合金1mm时,钛合金母材只有上部少量熔化,实现与铜合金的连接,而接头中部和下部的连接则通过液态金属对钛合金母材的钎接而实现连接。钎缝界面由较薄的ti-cu化合物层组成,主要包括ticu、ti2cu3、ticu2和ticu4。而在铜侧焊缝内,细小的ti-cu化合物弥散分布于铜基固溶体上,使焊缝得到强化。接头强度达到300mpa,拉伸时断裂发生在铜合金上,呈韧窝状塑性断裂模式。