相变超塑性扩散连接方法及工艺研究

利用相变超塑性现象，在自制的电阻加热扩散连接试验机上，对扩散连接的方法以及热作模具钢3Cr2W8V与H13扩散连接接头的性能进行了试验研究，分析了不同条件对接头显微组织和连接效果的影响。结果表明：本试验条件安优选工艺参数连接的试样在拉断试验时，断裂发生在基体处，表明接头强度已不低于基体强度。     

相变超塑性焊接工艺及机理研究

在Ｇｌｅｅｂｌｅ—１５００热模拟试验机上，利用相变超塑性现象，进行了低碳钢、铸铁的对接焊及低碳钢与不锈钢之间的对接焊研究。分析了工艺参数对焊接接头的组织和性能的影响，研究了相变超塑性焊接时，材料的塑性变形和相交超塑性对扩散系数的影响，对这一焊接方法的机理作了分析和探讨。     

相变超塑性实验测温方法研究

在相变超塑性快速热循环的温度测量方法研究中,本文选用红外亮度测温仪,将所输出的温度信号进行线性放大,使相变热效应现象在温度-时间曲线上得到明显的显示。利用相变点为内标,该系统可以较精确地测量快速热循环中试样的温度。     

相变与超塑性固态焊接

通过对不同工艺参数的超塑固态焊接结合层金相组织的分析，阐明了相变在焊接过程中的重要作用。由于相变时伴随着大量的晶界移运动，造成了小应力一上的超塑变形，细化了晶粒，促进了空位及间隙原子的扩散以及部分晶粒穿过结合面生长，使结合面逐渐消失，形成了一个高质量的整体接头。     

相变超塑性——一种形变热处理方法

目前,具有相变超塑性的材料除纯铁、钢、铸铁外,还有Ti、Al、Zr等非铁金属和合金.相变超塑性已在压力加工、焊接、金属切削、粉末冶金、热处理等领域获得了一定的应用.由于相变超塑性在一定程度上能发挥热处理的潜力,是一种形变热处理工艺,因而有着较大的应用前景.为此,本文就其机理及对组织性能的影响作简要阐述,以供同行们参考.相变超塑性可分为扩散型与非扩散型两类.1 扩散型相变超塑性与热处理     

轴承钢GCr15的恒温相变超塑性

研究了ＧＣｒ１５钢在Ａｃ１相变点附近的恒温超塑性特性与变形温度的关系。结果表明，与一些材料一样，该钢也存在恒温相变超塑性现象。当初始应变速率为２．５×１０＾－４ｓ＾－１时，经预调质处理的ＧＣｒ１５钢试样，在７４８℃进行超塑性拉伸试验获得最大延伸率达８００％，流动应力为２４ＭＰａ。与已有的同类研究结果相比，其延伸率提高了２００％以上。     

T8钢的恒温相变超塑性

T8钢经两次调质处理,在2.5×10~(-4)s~(-1)的初始应变速率条件下拉伸,在其Ac_1处显现恒温相变超塑性特性,获最大延伸率为451%,流动应力为38.5MPa。     

18Ni马氏体时效钢的相变超塑性

本文研究了18Ni(2450MPa级)马氏体时效钢的相变超塑性。通过冷变形量、应力以及冷却速度对相变应变影响规律的研究,开发了该合金的相变超塑性成形工艺。当冷变形量为60％时,在最佳工艺条件下,经14cyc γ?α’循环相变,可获得320％的极限延伸率。经TEM观察发现,该合金应力诱发马氏体形态为块状马氏体。     

LF6铝合金的超塑性和扩散连接的组合工艺

研究了ＬＦ６铝合金的超塑性和扩散连接组合工艺，试验结果表明；预先采用变形再结晶的方法细化材料的晶，并有效地去除铝合金的致密氧化膜，即可成功地实现铝合金的ＳＰＦ－ＤＢ组合工艺。利用电子探针从微观观察了扩散连接接头的界面扩散行为，并首次从机理上分析珥金属的超塑性和扩散连接两种工艺之间的内部联系。     

应用“相变超塑性”减少工件的淬火变形

对于20CrMnTi钢制汽车被动镙旋锥齿轮(图1)和20钢制侧齿轮止推垫片(图2)的渗碳后加热淬火,若无专用齿轮淬火压床和特殊夹具,淬火后平面翘曲较大,难以达到要求。我们利用钢在相变过程中会呈现短时塑性偏高的     

相变超塑性焊接(TSW)过程的有限元分析

相变超塑性焊接（ＴＳＷ）是一种利用超塑性流动的低应力、大变形的特殊流变规律的新型固相焊接方法。本文在弹粘塑性模型的基础上，建立了相变超塑性焊接过程的力学模型。数值模拟结果表明，对于自由边界的相变超塑性焊接接头，随着膨胀率的增大，边界上的应力将逐渐由压应力向拉应力转化；顶锻压力和循环次数既影响拉应力出现的位置，又影响拉 力数值的大小，这两个参数如何合理配合，成为影响接头质量的关键因素。对Ｑ２３５／Ｑ３５相变超塑性焊接的工艺试验研究表明，接合面中心一定范围内焊合很好，但边界上易于产生张开小口的缺陷，张口出现的位置是由界面应力决定的。     

MB15超塑性镁合金扩散连接试验

根据原子扩散理论对MBl5超塑性镁合金进行了扩散连接工艺研究。扩散连接试验前采用三种不同方法去除MBl5镁合金表面的氧化膜，从中选出最佳方法。在Gleeble-1500型热／力模拟试验机上，对超塑性MBl5镁合金进行了在不同连接工艺条件下的扩散连接，在电子万能试验机上对扩散连接接头进行了剪切强度试验，从而获得了MBl5超塑性镁合金的最佳扩散连接工艺参数。利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)，对扩散连接接头微观组织进行分析，得出了MBl5超塑性镁合金主要是通过原子扩散和晶粒长大造成的原始焊接表面晶界的移动，促使接头表面原子充分扩散，形成牢固的连接。     

相变超塑性焊接接头应力场的有限元分析

首次在弹粘塑性模型的基础上,建立了相变超塑性焊接的力学模型,通过对接头界面应力场的分析,提出工艺参数对接头焊接质量的影响规律。     

相变-扩散钎焊工艺焊接接头缺陷分析

相变-扩散钎焊是作者提出的一种将相变超塑性扩散焊与扩散钎焊结合起来的新型复合工艺，它具有所需温度循环次数少(与相变超塑性扩散焊相比)、高温停留时间短但扩散效率高(与扩散钎焊相比)、改善热影响区组织(与弧焊和扩散钎焊相比)等优点。针对其典型接头的界面接合形貌及缺陷，采用扫描电镜及能谱仪进行了分析。结果表明，界面接合良好，未观察到片状夹杂物、气孔及未焊合。而缺陷具有如下主要特点：存在于距离界面内部有一定距离的残留中间层内，并不在界面上；并非夹杂而是孔洞；尺寸远小于晶粒尺寸；稀疏且错落排列。分析认为该孔洞是由母材溶解到中间层中带来的碳还原母材与中间层氧化物所产生的CO气孔。     

异种钢材超塑性扩散连接接头的热处理

通过对W6Mo5Cr4V2和45钢的超塑性扩散连接接头的热处理试验,分析了热处理对连接接头的组织性能影响。结果表明:接头经580℃预热+800℃预热+1200℃×(5～10)min淬火+560℃×1h回火3次热处理后,其界面两侧的显微组织得到改善,显微硬度不再有明显的硬度低谷区和硬度高峰区。     

异种材料的相变超塑性焊接

本文采用热模拟技术,进行了低碳钢与铸铁,低碳钢与不锈钢之间的相变超塑性焊接工艺研究,分析了焊接过程中变型的产生及接头形成机理。     

钛合金与不锈钢的超塑性扩散连接研究

采用镍箔作为中间过渡层,在真空下对TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了微细晶超塑性扩散连接。通过扫描电镜、X射线衍射及剪切强度试验等方法,对连接接头进行了微观分析和剪切强度测试。结果表明:采用镍箔作中间过渡层,能有效地防止铁与钛、碳间的相互扩散和迁移,避免界面上更多的金属间化合物产生,从而提高了接头性能。在连接温度为790℃、连接压力为3MPa,连接时间为30min的条件下,可获得钛合金与不锈钢的牢固连接,接头剪切强度可达131.1MPa,且试样无明显变形。     

金属材料超塑性的研究进展

综述了金属超塑性的研究进展。在系统总结金属超塑性的实现条件、影响因素和变形机制的基础上,对金属超塑性的研究进行了展望。