TC11钛合金表面渗锆层组织及其摩擦学性能

为提高TC11钛合金的摩擦磨损性能,对合金表面进行双层辉光等离子渗锆处理,对渗锆层进行了物相分析、组织观察和微区成分分析,并在不同温度下进行了摩擦磨损试验。结果表明：TC11钛合金表面获得了组织致密、厚度为25μm、主要由α-Ti相组成的渗层,锆元素主要固溶在α-Ti相中;在室温和450℃时,渗锆层的摩擦因数均远小于T...     

Cu基钎料电弧钎焊接头强度及断口分析

研究用钨极氩弧焊作为热源,用Cu3Si1Mn钎料、56Cu8Mn26Zn钎料分别钎焊A3钢板及1Cr18Ni9Ti不锈钢板。试验结果表明,在钎料/母材界面分别存在Si、Mn富集带,经XRD分析表明,Si是以Fe2Si相形式存在,而Mn是以固溶体形式存在;用Cu3Si1Mn、56Cu8Mn26Zn钎料钎焊A3钢板接头抗拉强度试样均断在母材,抗拉强度为308.2～308.7MPa,钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢板,拉伸均断在钎缝,其抗拉强度分别是331.5 MPa、382.9 MPa;拉伸断口分析发现,断裂起裂点在搭接钎缝的根部,主要是母材成分与少量的钎料成分混合、溶解而成,是脆性断口;止裂点在钎缝金属中（Cu3Si1Mn钎料）或在近界面上（Cu3Si1Mn钎料）,是塑性断口。     

低体积分数SiC_p/A356复合材料真空钎焊温度的确定

采用Ag47-Cu18-In17-Sn17-Ti1钎料,分别在560,570,580℃下保温30min对增强相体积分数为15%的SiC_p/A356复合材料进行真空钎焊,研究了钎焊接头的显微组织、显微硬度及抗剪强度,并确定了最优的钎焊温度。结果表明:在560~580℃温度区间进行真空钎焊获得的接头焊缝组织致密,钎料对基体铝合金和SiC颗粒都具有良好的润湿性,钎料中各元素在580℃下的扩散距离远大于在560℃下的;随着钎焊温度升高,焊缝中心及扩散区的显微硬度都逐渐下降;最佳的钎焊温度为560℃,在此温度下制备钎焊接头的抗剪强度可达51.8 MPa,焊缝中心与扩散区的显微硬度分别为99.4HV和110.7HV,接头的断裂方式表现为塑性断裂。     

Ti600/TC17钛合金惯性摩擦焊接头组织与力学性能研究

采用惯性摩擦焊方法对TC17和Ti600钛合金进行了连接,着重分析接头焊态和热处理条件下的组织特征与力学性能。接头焊态TC17一侧：在热力影响区原始β晶粒发生破碎,晶界以及晶内α相扭曲变形;在再结晶区β晶粒发生动态再结晶形成细小的等轴晶粒,晶内为亚稳态的β相;接头Ti600一侧：在热力影响区片层组织随着金属流动发生变形;在再结晶区,α片层团簇发生再结晶形成大量细小的α片层团簇片层。经过热处理后,TC17钛合金一侧亚稳态β相析出细小的层片状α相,Ti600钛合金一侧层状α相长大,但是不明显。热处理使接头的显微硬度升高,TC17钛合金焊缝一侧显微硬度增加明显。接头抗拉强度与Ti600母材相当,断裂发生在Ti600钛合金一侧,断口为典型的杯锥状断口。     

用Cu-Sn-Ti-Ni钎料钎焊聚晶立方氮化硼的界面微结构分析

采用Cu、Sn、Ti、Ni单质粉混合制备了活性钎料,在真空炉中对聚晶CBN进行了钎焊连接,实现了聚晶CBN与Q235钢基体的高强度连接。运用SEM、EDS观察了聚晶CBN与钎料的界面微观组织、元素分布,进行了断口形貌分析。结果表明,该钎料对聚晶CBN的润湿性较好,聚晶CBN的表面发生了界面反应,生成了含有Ti、N元素的化合物,聚晶CBN与钎料的结合强度高于钎料本身的强度。     

钎料成分对陶瓷/钎缝界面结合及组织的影响

采用不同配比的Ag-CuO钎料在空气中对陶瓷进行钎焊试验，通过扫描电镜，能谱分析，X射线衍射等方法对钎焊接头的显微组织、结构、元素分布进行分析。结果表明在钎料中添加适量CuO显著提高了钎料对陶瓷母材的钎焊性能，克服空气中钎焊容易氧化的缺点；ZrO2陶瓷与钎缝界面区产生CuO相和Ag相组成的黑色过渡层；当钎料中CuO的摩尔分数为34％时，界面区的组织和成分最均匀，元素之间的相互扩散和溶解情况最好，Cu，Ag元素向陶瓷中扩散的距离约50μm。     

铝基复合钎料钎焊机理

采用Cu/Al-Si/Cu式复合钎料,在不同温度下钎焊铝及其合金,通过钎焊接头金相图片和电子探针对焊缝线扫描,分析接头反应结合情况,研究钎焊接头在此条件下共晶反应特征以及铜和硅的扩散特点。研究表明,铜的加入能够显著降低钎焊温度,从而有效保护钎焊母材。不同的钎焊温度,钎焊接头表现出不同的共晶反应,且共晶液相的产生极大地促进了铜和硅的扩散能力。首先内侧发生Al-Si-Cu三元共晶反应,随着钎焊温度超过548℃,铝和铜之间发生二元共晶反应,接头反应能够充分进行,得到较为理想的接触反应区。     

LZ92镁锂合金激光焊接接头的显微组织与力学性能

采用CO₂激光焊接厚度为2mm的LZ92镁锂合金板,研究了焊接接头的显微组织、物相组成、显微硬度与拉伸性能。结果表明:LZ92镁锂合金焊接接头成形良好,焊缝中无明显气孔、裂纹等缺陷;母材与焊缝的物相组成相同,由α相、β相和中间相Mg₇Zn₃组成;母材由等轴状β相和枝晶状与颗粒状α相组成,热影响区由粗大的β相和少量细小颗粒状α相组成,焊缝中大量细针状和细小颗粒状α相均匀分布在β相中,β相晶界消失;焊缝的硬度最高,母材的次之,热影响区的最低;焊接接头的抗拉强度为158MPa,为母材的868.%,断后伸长率为27%;焊接接头的拉伸断口位于影响区与焊缝间的熔合线处,断口由韧窝和解理面组成,断裂形式为混合型断裂。     

Al—1Cr18Ni9Ti焊接界面微观组织研究

对Al与1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行焊接,利用金相显微镜和ARMY1800型扫描电镜（SEM）分析了Al-1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊接界面附近的微观组织结构;并借助于Rigaku D/max-2400型X射线衍射分析仪（XRD）判定出焊缝过渡区的相组成。研究结果表明：焊缝不同区域出现不同的物相。在焊缝中心,主要是以CuNi2.α-Al（Si）共晶以及少量AlCu3等形式存在;在不锈钢界面反应区主要以Ni基固液体以及Fe-Ni-Cr的γ奥氏体组织存在;而在Al侧界面反应区主要以α固溶体组织形式存在。     

两种铜磷钎料对紫铜钎焊的焊接性能和焊缝组织对比

对国产BCu80PAg钎料和德国进口L-Agl5P钎科进行了化学成分、熔化性能、润湿性试验,并比较了这两种铜磷钎料对紫铜钎焊焊接接头的力学性能和焊缝组织.结果表明:L-Ag15P钎料的成分均匀性和润湿性要好于BCu80PAg的,其熔化区间较窄;两种钎料焊接接头的力学性能相当;两种钎料所形成焊缝的显微组织主要都是亚共晶,初生相为富银和磷的α-Cu固溶体,共晶体组分为α-Cu固溶体和Cu3P化合物.     

TA2氩弧焊焊接接头组织和硬度测试

钛及钛合金具有较好的韧性和焊接性及耐腐蚀性能,在航空工业、化学工业等方面有着重要用途.采用钨极氩弧焊方法(TIG)制备焊接试样,分析母材区、热影响区和焊缝区的显微组织、力学性能.得出如下结论:TA2接头母材区的晶粒为α等轴晶粒;过热区的晶粒粗大;熔合区两边晶粒差别非常明显,焊缝区晶粒主要为马氏体组织与魏氏体组织;焊缝硬度整体呈M形,焊缝区的硬度最低,热影响区的硬度最高;冷却过慢时,高温时间停留过长,晶粒会变粗大,也会降低材料塑性;焊缝区内杂质元素比母材低,在过热区产生较多的Fe-C化合物,杂质元素在焊缝区的元素分布相对比较均匀.     

高强高导铜-铬-锆合金的铸态显微组织

采用光学显微镜、场发射扫描电镜及其附带的能谱仪研究了高强高导Cu-0.8Cr-0.2Zr合金的铸态显微组织以及合金中形成的铬锆相。结果表明:合金铸态显微组织为粗大的柱状晶;铬主要以未溶相、初生相、次生相存在于合金中,未溶相以块状存在于晶内,粗大的初生相以颗粒链状形式分布在晶界上,次生相以小颗粒弥散均匀分布于基体内部;锆主要以共晶的α+Cu5Zr形式呈长条状分布于晶界上和以次生相的形式弥散均匀分布于基体内部;合金中还存在少量层片状的铜铬锆三元共晶组织。     

低弹性模量Ti-Nb-Zr合金的显微组织与力学性能

为了降低医用植入物材料的弹性模量,通过选取不同含量的铌和锆,采用真空非自耗电弧炉熔炼了四种成分的Ti-Nb-Zr合金:Ti30Nb7Zr(T1)、Ti30Nb13Zr(T2)、Ti40Nb7Zr(T3)和Ti40Nb13Zr(T4);对四种合金进行了锻造处理,然后在β相区进行固溶,对其固溶后的力学性能、显微组织进行了研究.结果表明:T1和T2合金是β相+α',相的两相组织,随着锆含量不同,α'相形貌及数量也各不相同;T3和T4合金是单-β相组织;四种合金的弹性模量均低于80 GPa,其中T2合金的弹性模量为58 GPa,与人体骨骼的弹性模量最为接近.     

β相锻造加工工艺中固溶温度对Ti6242合金保载疲劳性能的影响

对Ti6242钛合金进行不同固溶温度(960,980℃)下的β相锻造加工,研究了不同固溶温度下合金的显微组织和拉伸性能,以及高峰值应力下的低周疲劳与保载疲劳性能。结果表明：不同固溶温度下β相锻造后Ti6242合金组织相似,均由网篮组织、晶内α相片层组织和羽毛状α相集束组织组成,960℃固溶温度下羽毛状α相集束多于980℃固溶温度下。与960℃固溶温度下β相锻造后相比,980℃固溶温度下β相区锻造后合金的强度较高,断后伸长率略低,低周疲劳寿命明显较低,保载疲劳敏感系数较低;980℃固溶温度下合金的保载疲劳寿命约为960℃固溶温度下的1.3倍。不同固溶温度下β相锻造后低周疲劳断口的疲劳特征明显,均由疲劳裂纹源、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区组成,而保载疲劳断口均由韧窝和疲劳条带组成,呈现出一种以蠕变断裂为主、疲劳断裂为辅的断裂模式。     

焊接温度对钛/钢复合管瞬时液相扩散焊接头组织与性能的影响

以内衬为TA2工业纯钛、外套为20钢的复合管为研究对象,采用BNi₂非晶合金箔为中间层,在氩气保护下,在1 130～1 200℃焊接温度下对钛/钢复合管进行瞬时液相扩散焊接,研究了焊接温度对钛/钢复合管接头组织和性能的影响。结果表明：不同焊接温度下的接头均成形良好,无孔洞、裂纹等宏观缺陷。随着焊接温度的升高,钛侧焊缝等轴晶组织长大,发生α→α′+β相变,焊缝边界逐渐模糊;钢侧焊缝针状铁素体和珠光体变粗大,黑色脆性相逐渐消失,中间层元素和母材元素的扩散距离增加。不同焊接温度下接头在拉伸时均先在钛侧焊缝处断裂,随着焊接温度的升高,接头抗拉强度先升高后降低,在1 180℃时接头抗拉强度最高,为460 MPa,断裂方式为脆韧混合断裂。     

C300马氏体时效钢等离子弧焊接接头的组织与硬度

采用穿孔型等离子弧(K-PAW)焊接方法对固溶态C300马氏体时效钢进行焊接,并采用光学显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜以及硬度仪等对焊接接头进行了组织观察和硬度分析。结果表明:采用K-PAW焊接可得到成形良好的焊接接头,但为了避免局部凹陷现象,应适当采用填充金属;焊接接头具有高度对称性,可分为焊缝区、固溶区(粗晶区和细晶区)、时效区以及母材区;焊缝金属呈倒喇叭状形貌;接头的硬度峰值出现在时效区,硬度曲线上水平区域的宽度取决于焊缝区与固溶区的宽度;焊缝、固溶区与母材的硬度基本相同;在时效区发现皲裂形貌和镍、钼、钛和钴元素含量的差异。     

热拉伸变形及固溶时效处理对TC4-DT钛合金显微组织的影响

分别在α+β两相区(925℃)、近β两相区(960℃)、准β单相区(995℃)对TC4-DT钛合金进行等温恒应变速率热拉伸变形,再进行920,940,960,980℃固溶和550,720℃时效热处理,研究了其流变应力的变化趋势和不同工艺处理后的显微组织。结果表明:在拉伸变形初期,流变应力迅速增大至峰值后缓慢减小,同时流变应力降幅随变形温度的升高而减小;拉伸变形温度越高或变形量越大,组织中初生α相量越少,针状α相越多,形成的片层组织越多;经960,995℃拉伸变形和不同温度固溶处理后,固溶温度越高,析出的针状α相越多,越易形成片层组织;经拉伸变形、固溶和时效处理后的显微组织和时效处理前的差别不大,但在针状α相间的β相上析出了次生α相,且时效温度越高,针状α相越粗大,片层组织越明显。     

钎料中钯含量对氮化硅陶瓷与40CrMo钢接头组织和性能的影响

采用不同钯含量的Ag-Cu-Ti-Pd活性钎料真空钎焊连接Si3N4陶瓷与40CrMo钢,对其接头组织与性能进行了研究.结果表明:钎焊过程中,钎料中的活性元素钛与钎料两侧的母材反应分别在陶瓷/钎料和钢/钎料界面形成了TiN Ti5Si3及Fe-Ti化合物反应层;随着钎料中钯含量(原子分数)由5%提高到20%,接头中反应层的厚度和反应产物的分布发生了变化,接头的连接强度呈现出先增大后降低的趋势.     

镍、镍+铜中间层对TC4/ZQSn10-10扩散连接的影响

利用JSM6700F冷场发射扫描电镜及其自带的能谱仪等分别对采用镍、镍 铜两种中间层的TC4/ZQSn10-10异种材料扩散连接接头进行了微观分析.结果表明:镍中间层能有效地阻止元素钛与铜之间的扩散,避免产生金属间化合物(Cu3Ti、CuTi等);但在TC4/Ni界面上仍有金属间化合物NiTi、Ni3Ti生成,使接头的抗拉强度有所降低;在适当压力和保温时间、镍为中间层时,较佳连接温度为830℃;镍 铜为中间层时,较佳连接温度为850℃;两者所得接头强度(155.8MPa)相当,均为ZQSn10-10母材强度的65%.     

热氢处理对（TiB，TiC）／Ti110复合材料显微组织和相变点的影响

对原位反应制备的（TiB，TiC）／Ti1100复合材料进行了热氢处理，用XRD对不同氢含量复合材料进行了物相分析，用光学显微镜研究了氢元素的加入对复合材料显微组织的影响，并测定了相变温度。结果表明：随着氢含量的增加，α-Ti和β-Ti相的衍射峰有向低角度偏移的趋势，晶界处逐渐析出氢化物，复合材料的相变温度逐渐下降，并...