O相合金Ti-22Al-25Nb固态扩散连接

用热-力学模拟试验机Gleeble 1500D进行O相合金Ti-22A1-25Nb的固态扩散连接。结果表明：当连接温度和连接压强分别不低于970℃和7MPa以及保温时间不短于30min时,能获得界面结合致密的接头;当连接温度高于1000℃时,B2基体相明显粗化,且O相明显减少：当连接温度、压强和保温时间分别为1020℃、7MPa和30min时,接头室温和650℃的拉伸强度分别为925 MPa和654 MPa;当连接温度不高于1000℃的接头,拉伸断裂大部分发生在结合界面;当连接温度高于1000℃时,则断裂主要发生在近界面母材中。关键词：O相合金：扩散连接：界面结合;接头强度     

高温合金GH4169真空扩散连接工艺

采用真空直接扩散以及加镍中间层对高温合金GH4169进行了连接,阐述了扩散连接工艺参数对接头界面和接头力学性能的影响,以孔隙的多少作为评价指标来说明工艺参数对接头的影响.GH4169的直接扩散连接,升高加热温度、延长保温时间和增大连接压力均会不同程度的使界面的孔隙数目减少、尺寸变小.连接温度1 100℃,保温时间90 min,连接压力40 MPa时,扩散孔隙基本消失,接头平均抗拉强度达到658MPa.采用镍中间层对GH4169进行扩散连接,接头塑性得到改善,接头抗拉强度得到明显提高;连接温度990℃,保温时间75 min,连接压力15 MPa时,接头抗拉强度达到840 MPa.     

直接扩散连接制备多芯Bi系超导带材超导接头

采用扩散连接方法对61芯Bi系高温超导带材(BSCCO)进行连接,研究了连接温度、保温时间、连接压力对接头超导电性的影响规律,并对超导接头的组织进行了微观分析.结果表明,连接温度对接头的超导性能影响较大,保温时间和连接压力在一定的范围内,对接头的超导性能影响不大;当连接温度为820 ℃,保温时间120 min,连接压力3 MPa时,接头获得最佳的超导电性能,接头的超导性能达到了原始母材的65.9%.微观分析表明,接头界面区域组织致密,主要由Bi-2223相和少量的Bi-2212相构成.     

Mo与Ti6Al4V合金的扩散连接行为与组织性能

采用真空扩散连接技术制备了高强度Mo/Ti6Al4V连接接头,研究了不同扩散连接温度和保温时间对Mo与Ti6Al4V连接接头界面组织及力学性能的影响。结果表明,Mo/Ti6Al4V接头的扩散层宽度随着连接温度的不断升高而逐渐变宽,形成了由Mo、Ti、Al和V组成的扩散层,在1100℃下由于热失配的问题界面处出现开裂的现象。在连接温度为900℃时,延长保温时间有助于提高元素的互扩散作用,扩散层的宽度由保温10 min的1.85μm提高到保温90 min的5.75μm。Mo/Ti6Al4V接头的拉伸强度呈现出随扩散温度和保温时间先增加后减小的趋势。当扩散温度1000℃,保温时间60 min时,Mo/Ti6Al4V接头拉伸性能达到最大值为323 MPa。     

Al2O3弥散铜/纯铜扩散焊工艺

采用真空扩散连接工艺,对Al2O3弥散强化铜/纯铜的连接进行了试验研究.用扫描电镜分析了Al2O3弥散强化铜/纯铜扩散界面组织结构,研究了工艺参数对界面结合状态和组织结构的影响.通过正交试验得出各因素对接头抗拉强度的影响大小依次为:扩散温度＞压力＞保温时间.正交试验结果表明:焊接温度为550℃,保温时间为3h,压力为25 MPa时,可获得组织均匀致密、界面连续的Al2弥散铜/纯铜扩散焊接头,且接头抗拉强度高达116.9 MPa.     

纯锆中间层扩散连接TC4钛合金的接头组织与力学性能

采用纯Zr作中间层实现了TC4钛合金的扩散连接。通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等方法分析了接头界面的微观组织,研究了扩散连接工艺参数对接头界面组织及力学性能的影响。结果表明,界面处生成了成分均匀、连续的钛锆固溶体扩散层,同时扩散层中含有大量板条状的α′-Ti(钛马氏体)相;随着连接温度的升高和保温时间的延长,扩散层的厚度逐渐增加,接头室温抗剪强度呈现出先升高后降低的趋势;当连接温度为800℃、保温时间为40 min、连接压力为5 MPa时,接头室温抗剪强度最高,达到190 MPa。     

SiCP/Al复合材料的真空扩散钎焊

文中采用Al/Cu/Al复合箔扩散钎焊SiC_P/Al复合材料,采用SEM,EDS,XRD分析接头界面组织,研究了钎焊温度对接头界面组织及力学性能的影响,并结合Al-Cu二元相图分析接头形成机制.结果表明,固定连接压力为1 MPa,保温时间为10 min,当钎焊温度从590℃升至640℃,接头界面产物由Al₂Cu+αAl共晶组织转变为断续的Al₂Cu金属间化合物,Al-Cu液相向两侧母材扩散的距离增加,接头的抗剪强度呈现先增大后减小的变化趋势.当钎焊温度为620℃,保温时间为10 min,连接压力为1 MPa时,接头的抗剪强度达到最大值69 MPa.     

金刚石/铜复合材料的SPS扩散连接界面组织及力学性能

对金刚石/铜复合材料进行SPS扩散连接试验,并对其连接接头进行了界面扩散分析和剪切性能测试,研究了SPS扩散连接工艺参数对连接界面组织和力学性能的影响。结果表明,随着连接温度升高和保温时间增加,金刚石/铜连接接头扩散界面区域的孔洞和空隙等缺陷减少,元素扩散充分,W逐渐向Cu方向扩散,与母材相比,连接界面W2C相和W相减少。随着扩散连接品质提升,热导率随之增加,焊接接头的最大剪切力和剪切强度增大,剪切断面形貌逐渐产生大量解理面和断裂台阶,并伴有少量撕裂棱,断裂机制由脆性过渡到半解理韧性断裂。扩散温度为750℃,保温时间为90 min时,连接界面整体扩散结合品质较高,剪切强度达到48.83 MPa,热导率为347.73 W/（m·K）。     

置氢TC4钛合金与TiAl合金的扩散连接研究

分别对Ti Al合金与TC4钛合金、置氢0.5 wt%的TC4钛合金进行了扩散焊接试验。利用扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪、能谱分析仪对接头界面进行了分析,并开展了抗剪强度试验。结果表明,在焊接温度为850℃,连接压力为15 MPa的工艺参数下,当保温时间为5 min时,连接界面存在细小孔洞;当保温时间为15 min时,置氢TC4钛合金的界面孔洞消失,并且产生一定厚度的反应层:保温时间达到30 min时,置氢TC4钛合金与Ti Al合金接头的连接强度平均可达290 MPa。断口分析表明,界面组织主要由Ti Al、Ti_3Al、Ti Al_2和Ti_3Al_5相组成。在相同的扩散焊接工艺规范下,置氢TC4钛合金与Ti Al合金的扩散接头连接强度明显高于未置氢TC4钛合金与Ti Al合金的扩散接头连接强度。     

T91/12Cr2MoWVTiB异种钢的瞬时液相扩散连接双温工艺研究

用FeNiCrSiB非晶合金箔作中间层,氩气保护,采用瞬时液相扩散连接双温工艺对T91/12Cr2MoWVTiB异种钢管进行了连接。瞬时液相扩散连接双温工艺首先把试样加热到较高的温度短时保温,然后降温到连接温度进行等温凝固。研究了不同等温温度下接头的界面特征,分析了不同连接温度下接头的界面形态和成分分布,研究表明,T91/12Cr2MoWVTiB钢瞬时液相扩散连接双温连接工艺为1 260℃,加热40 s,等温凝固温度1 230℃,保温4 min,连接压力6 MPa,中间层为FeNiCrSiBI,可以获得界面充分结合和弯曲强度较高的连接接头。     

连接条件对00Cr25Ni7Mo3N双相不锈钢扩散连接的影响

利用热模拟试验机并结合扫描电镜(SEM)对00Cr25Ni7Mo3N超级双相不锈钢的超塑扩散连接进行实验研究,对不同连接条件下的孔洞形貌、界面组织进行相应的分析。研究结果表明,超塑性扩散连接试样的界面结合强度随扩散连接压力的增大、表面质量的提高及连接时间的延长而增大。扩散连接在连接温度1100℃时,连接压力为10MPa～20MPa;待连接表面经精磨处理后,连接时间10min～20min的条件下,可实现焊合率为96%～98%的扩散连接,且连接试样的初始连接界面消失,界面孔洞基本闭合,界面剪切结合强度达到407MPa～413MPa。     

表面毛化不锈钢与纯铝的真空扩散连接

采用冷金属过渡技术(CMT)对不锈钢表面进行毛化,在其表面制备高度为3 mm、分布密度为9个/cm2的毛刺,毛刺中心横向及纵向间距均为3 mm. 研究其与纯铝进行真空扩散连接接头的界面组织和性能,分析不同保温时间对接头组织和性能的变化规律. 结果表明,在扩散连接温度为600 ℃,保温时间为60 min,压力为3 MPa的工艺条件下,表面毛刺刺入铝母材内部,使得表面氧化膜有效去除,接头形成连续的Fe₂Al₅+FeAl₃界面反应层,相比不锈钢与纯铝的直接真空扩散连接,接头拉剪强度显著提高. 此外,在扩散连接温度一定时,随保温时间的增加,反应层厚度增加,接头拉剪强度呈现先增大后减小的变化趋势.     

铝合金搅拌摩擦焊缝摩擦塞补焊组织与力学性能

对2219-T87铝合金搅拌摩擦焊缝进行摩擦塞补焊工艺试验,对塞补焊接头的焊缝成形、显微组织、显微硬度和抗拉强度进行了观察和测试,对拉伸断口进行了扫描电镜观察.结果表明,在7 500 r/min的焊接转速和40~55 kN的焊接压力下可获得无缺陷摩擦塞补焊接头;塞补焊接头沿垂直于搅拌焊缝方向的最大抗拉强度和断后伸长率分别可以达到336 MPa和8%,分别相当于母材抗拉强度和断后伸长率的73.9%和66.7%;在母材和塞棒之间的底部结合面是最薄弱的区域,如何控制该区域的结合强度是影响摩擦塞补焊接头拉伸性能的关键因素.     

Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料与40Cr钢辅助脉冲电流液相扩散连接

采用辅助脉冲电流液相扩散连接方法,对Ti(C,N)-Al₂O₃陶瓷基复合材料与40Cr钢进行了焊接试验,重点研究了在一定加热温度和保温时间条件下脉冲电流对界面元素分布、相结构、反应层厚度以及接头强度的影响规律.结果表明,辅助脉冲电流液相扩散连接可以实现Ti(C,N)-Al₂O₃陶瓷基复合材料的冶金结合,保温时间对焊接接头强度影响不明显,四点弯曲强度数据普遍处于146~180 MPa之间;在脉冲电流作用下,焊缝熔体中原子扩散行为、扩散路径以及扩散速率将发生显著变化,利用该特性,有助于改变界面金属间化合物的生长特性,控制焊缝中低熔点共晶组织含量,进而达到改善和提高焊接接头强度的效果.     

Impact pressuring diffusion bonding of TA17 to 0Cr18Ni9Ti

Impact pressuring diffusion bonding tests were carried out to produce joint between TA17 titanium alloy and 0Cr18Ni9Ti stainless steel. The reaction products and microstructure near the bonding interface were analyzed. The diffusion of Fe, Cr, Ni and Ti in the bond was revealed by energy dispersive spectroscopy. A number of phases, such as β-Ti, Fe2Ti and σ phases were identified by X-ray diffraction. It was concluded that the bonded joint broke in the region somewhere between Fe-Ti intermetallics and β-Ti during tensile loading. The relationship between bonding parameters and tensile strength of the joint was also determined experimentally, and the optimum time of bonding was only 220 s with 293 MPa joint strength.     

Optimizing Diffusion Bonding Parameters in AA6061-T6 Aluminum and AZ80 Magnesium Alloy Dissimilar Joints

The main difficulty when joining magnesium (Mg) and aluminum (Al) alloys by fusion welding lies in the formation of oxide films and brittle intermetallic in the bond region which affects the integrity of the joints. However, diffusion bonding is a suitable process to join these two materials as no such characteristic defects are produced at the joints. The diffusion bonding process parameters such as bonding temperature, bonding pressure, holding time, and surface roughness of the specimen play a major role in determining the joint strength. In this investigation, an attempt was made to develop empirical relationships to predict the strengths of diffusion bonded AZ80 magnesium and AA6061 aluminum alloys dissimilar joints from the process parameters based on central composite factorial design. Response surface methodology was applied to optimize the process parameters to attain the maximum shear strength and bonding strength of the joint. From this investigation, it was found that the bonds produced with the temperature of 405.87?°C, pressure of 7.87?MPa, holding time of 29.02?min and surface roughness of 0.10???m exhibited maximum shear strength and bonding strength of 57.70 and 76.90?MPa, respectively. The intermetallic formation at the interface was identified.     

Study on interfacial structure and strength of Si3 N4/Ti/Cu/Ti/Si3 N4 PTLP bonding

Partial transient liquid-phase bonding (PTLP bonding) of Si3N4 ceramic with Ti/Cu/Ti multi-interlayer is performed with changing the thickness of Ti foil. The influence of Ti foil thickness on interface structure and joint strength was discussed. The joint interface structures are investigated by scanning electron microscope (SEM) and energy dispersion spectroscopy(EDS). The results show that the maximum joint strength of 210 MPa is obtained at room temperature in the experiments. When joining temperature and time are not changed and the process of isothermal solidification is sufficient,interface structure, reaction layer thickness and isothermal solidification thickness change with the thickness of Ti foil.     

啃削量对铝/钢啃削辅助电弧熔钎焊接头组织与性能的影响

基于无钎剂条件下,采用啃削辅助电弧熔钎焊方法研究啃削量对5052铝合金与SUS304不锈钢电弧熔钎焊接头组织与性能的影响.采用扫描电子显微镜、能谱仪和拉伸试验机对接头组织与力学性能进行研究.结果表明,采用啃削头辅助实现了铝/钢接头界面冶金结合;界面金属间化合物层厚度与焊缝中物相颗粒数量与尺寸随着啃削量增加而增大;接头强度随着啃削量增加呈现先增加后减小的趋势;界面形貌随啃削量增加,逐渐由平直状界面向周期性波浪状界面演变,再演变叠层状界面.当啃削量为0.2 mm时,得到了“宏观+微观”尺度的双自锁界面结构,提高了接头力学性能,接头的平均抗拉强度最高达152 MPa.     

AlN陶瓷/Cu异质材料低温过渡液相扩散连接

为了实现AlN陶瓷与Cu的低温连接、高温服役的目标,满足高温功率器件的服役需求,设计了一种连接方法,在350?℃的大气环境下采用超声辅助熔焊的方式在AlN陶瓷表面熔覆了Sn-Al-Cu活性钎料层,之后将熔覆活性钎料的AlN陶瓷与Cu在保温温度300?℃下进行过渡液相(transient?liquid?phase,?TL...