Cr、Ni元素对Fe3 Al/钢扩散焊界面组织结构的影响

采用扫描电镜和透射电镜分析比较了相同工艺条件下获得的Fe3 Al/Q235及Fe3 Al/Cr18-Ni8扩散焊界面的组织结构,研究了Cr、Ni元素对Fe3 Al/钢扩散焊界面组织结构的影响.研究表明:Cr、Ni的扩散有利于促进Fe3 Al与钢中Fe、A1元素的扩散结合,使Fe3 Al/Cr18-Ni8扩散焊界面过渡区的宽度较Fe3 Al/Q235界面过渡区大;并且Fe3 Al/Cr18-Ni8扩散焊界面过渡区新形成的Fe3 Al上弥散分布有含Cr、Ni的第二相,使Fe3A1出现了具有不同间距的位错对,甚至位错缠结现象,有利于提高Fe3 Al/钢扩散焊界面的结合强度.     

机械疲劳对40Cr钢显微组织的影响

以汽车曲轴常用材料40Cr钢为研究对象,用透射电镜对经过不同疲劳周次的试样进行显微组织观察,研究其显微组织与机械疲劳的对应关系。研究表明：在同一应力水平下,随着疲劳循环次数的增加,位错从晶界出发向晶内扩展,位错的形态由无规律的分布到形成位错条带,最后形成亚晶粒组织。机械疲劳循环次数与位错密度的函数关系为p=2．88X10^8N＋5．2712X10^8。     

TiC陶瓷/NiCrSiB/铸铁钎焊连接的界面组织和强度分析

采用NiCrSiB钎料对TiC陶瓷与铸铁进行钎焊连接,分析了接头的界面组织和剪切强度.结果表明:当连接规范一定时,在钎料内部、钎料与母材的界面处有TiC从TiC陶瓷侧扩散过来,同时在钎料内部和界面处有[Ni,Fe]和Ni基固溶体生成.当连接温度为1373K,连接时间为20 min时,接头的剪切强度最高可达78.6 MPa.     

热退火对银/铬薄膜界面结构的影响

利用卢瑟福背散射分析和X射线衍射技术，研究了热退火对采用气相沉积方法在AlN基体上制备的Cr／Ag薄膜的界面结构的影响，样品的退火温度范围为200～650℃。实验结果表明：当退火温度达到350℃时，Cr／Ag界面开始互扩散；当退火温度超过550℃，大量铬原子通过银层向试样表面扩散。     

中间层对Ni-Cr-W高温合金扩散连接界面组织的影响

为研究新型Ni-Cr-W合金的扩散连接界面组织特征,采用Cu、Ni、Cu/Ni/Cu箔作中间层,在950℃、30 MPa、45 min条件下利用真空扩散连接技术对此合金进行了焊接,并与直接扩散连接形成对比,分析了不同中间层材料对新型Ni基合金扩散连接界面显微组织及元素扩散浓度分布的影响.结果表明:直接扩散连接接头处存在明显的孔洞及二次碳化物M23C6,阻碍了元素的充分扩散,连接界面质量较差;采用Cu箔中间层时,界面连接良好且形成了厚度为1.3μm的反应层;以Ni箔作中间层时,扩散界面连接良好但无明显反应层存在;而以Cu/Ni/Cu作中间层时,Ni-Cr-W/Cu界面上有较薄反应层生成,Cu/Ni界面则形成厚度达9μm的无限固溶体层,对比分析表明,高温合金晶界处M23C6的大量析出严重阻碍了Cu原子的扩散.     

40Cr钢表面纳米层的微观结构

采用高能表面处理技术在40Cr钢表面制备出具有纳米晶体结构特征的表面层。利用透射电子显微镜和穆斯堡尔谱仪分析研究了表面纳米层的微观结构。结果表明，经过高能表面处理后，样品表面层晶粒细化为纳米晶，平均晶粒尺寸约为11nm。表面纳米层表面处渗碳体发生溶解。     

应力与氢对40Cr钢断裂特征的影响

本文利用悬臂梁试验机,测定了40Cr 钢的断裂韧性 K_(1c)和在3.5%NaCl溶液中,充氢达饱和条件下的氢脆临界应力场强度因子 K_(IH),以及在不同的应力场强度因子 K_(Ii)下的裂纹扩展速率 da/dt,并结合 SEM 对断裂形态进行了分析。     

激光热处理对1Cr5Mo钢焊接接头组织结构的影响

利用CO_2激光对1Cr5Mo耐热钢焊接接头进行表面热处理,通过4XC型光学显微镜对激光热处理前后焊接接头各区显微组织和晶粒度等级进行分析,并采用X射线应力仪测定激光热处理前后焊接接头残余应力和残余奥氏体的分布规律。结果表明:经激光热处理后1Cr5Mo耐热钢焊接接头表面晶粒发生细化,焊缝区、熔合区、过热区和正火区晶粒等级由9级、9.8级、8级和10.7级提升至10级、10.2级、8.5级和11级,组织结构薄弱区域由过热区、焊缝区和熔合区减少为过热区,均匀性得到了明显改善;激光热处理消除了焊接接头表面残余拉应力,形成了深度约为0.28mm的残余压应力层,残余奥氏体含量有所提高,分布更均匀,有利于改善其力学性能。     

催化剂及Al对TiAl合金表面Si-Al-Y共渗层组织结构的影响

通过1 050℃下Si-Al-Y扩散共渗4h的方法在TiAl合金表面制备了Y改性Si-Al共渗层,采用SEM、EDS和XRD分析了渗剂中催化剂(AlCl3·6H2O)及Al含量对共渗层组织及相组成的影响。结果表明,催化剂含量为1%(质量分数)时未形成完整的Si-A-Y共渗层;当催化剂含量为3%,5%和8%(质量分数)时所形成的共渗层均具有多层复合结构,共渗层的内层都是由TiAl2和γ-TiAl相组成,互扩散区为富Al的TiAl相;随催化剂含量的增加共渗层外层和中间层的相组成都发生了改变;催化剂含量为3%(质量分数)时所制备的共渗层外层为大量的(Ti,X)5Si4(X表示元素Nb和Cr)和少量的(Ti,X)5Si3相;催化剂含量为5%,8%(质量分数)时所制备的共渗层外层分别为(Ti,X)5Si3和TiSi2相,中间层均为(Ti,X)5Si4及(Ti,X)5Si3相,由于TiSi2外层具有良好的抗高温氧化性能,因此催化剂含量为8%(质量分数)时适合用于Si-Al-Y共渗层的制备。Al含量对共渗层的相组成无显著影响,但改变了共渗层各层厚度。     

Al-Cu双金属复合结构的扩散连接试验研究

应用扩散连方法进行了Al-Cu双金属复合结构的试验研究，比较了不同的焊接工艺，材料组合以及母材状态情况Al合金与Cu的连接性，观察了接头区域的微观组织结构，研究表明，固相扩散连接是一种适用于异种材料连接的有效方法，通过在连接区域形成Al-Cu金属间化合物，达到Al和Cu的有效连接，材料组合，母材原始状态以及连接工艺参数对Al合金与Cu的扩散连接存在着明显的影响。表面镀Ni工艺不但能够有效阻止Al和Cu之间形成脆性相，而且Al和Ni之间形成了良好的扩散连接，改善了接头性能。     

TiAl/40Cr扩散焊未焊合、弱接合和微孔缺陷的智能识别

为了解决异种材料扩散焊质量超声波检测时,从回波幅度无法判断界面是否存在微小缺陷的问题,采用支持向量机技术构建了扩散焊界面缺陷识别模型.以TiAl和40Cr扩散焊接头为研究对象,采用超声波水浸聚焦法采集扩散焊界面信号,从信号中提取4个特征值,优化样本数量和核参数后,训练扩散焊界面缺陷识别模型.扩散焊试样界面信号经模型识别后,根据C扫描图像的位置重构识别图像.结果表明,该模型有效地识别出未焊合、弱接合和微孔缺陷,3种缺陷的正确识别率分别为93%、90.5%和91.5%,识别图像直观地显示了界面的缺陷.TiAl/40Cr扩散焊界面缺陷识别模型实现了扩散焊试样界面缺陷的智能识别.     

Characterisation of interfacial imperfections of TiAl and 40Cr diffusion bonding by ultrasonic amplitude and phase

Abstract

A characteristics extraction algorithm is proposed to characterise the interfacial imperfections in TiAl and 40Cr diffusion bonding. The algorithm is based on analysing the variation of the ultrasonic amplitude and phase after interacting with the bonding interface. Ultrasonic measurements were performed by an ultrasonic imaging testing system, and broadband transducers with central frequency of the 10 and 20 MHz were employed. Metallographic analyses and shear tests were also performed on the joints. It was found that the amplitude of the reflection coefficient is almost a constant, and the phase of the reflection coefficient is the same for the perfectly bonded interface; for the kissing bond interface, the amplitude increases with the ultrasonic frequency, and the phase is the same at the low frequencies and opposite at the high frequencies; the amplitude does not vary with the frequency, and the phase is opposite for the unbonded interface.     

不同基底上Ni微结构镀层结合强度的研究

在玻璃基底上溅射Ti或Cr/Cu种子层,并对Ti基板表面进行预处理,研究基底表面粗糙度、热处理温度对于Ni微结构镀层结合强度的影响。结果表明,基底表面粗糙度、热处理温度对Ni微结构镀层与基底的结合强度有较大影响,经过200℃的热处理,溅射Ti及Cr/Cu种子层与Ni微结构的结合强度提高近1倍。通过EC-SPM、SEM等分析手段,初步探讨了结合强度的影响机制。     

Ti(C,N)/Ni扩散焊接界面的组织和性能

以铜和铌作为中间夹层,真空扩散焊接Ti(C,N)/Ni,研究温度和时间等主要工艺参数对Ti(C,N)/Ni界面微观组织和性能的影响.结果表明,当扩散焊接的温度低于1273 K时,界面的夹层材料基本保持不变,界面的微观组织为Cu/Nb层状物,铜在镍中有少量扩散;而当扩散焊接的温度为1523K时,界面微观组织在初期为Ni8Nb的金属问化合物 离散析出的CuNi固溶体,到后期变为靠近Ti(C,N)侧为(Ti,Nb)(C,N) NbT(Ni,Ti,Cu)6 NbNia层,靠近Ni侧为NiCu NbNis层.这表明,液态Cu为过渡液相,通过Ni的溶解而形成CuNi过渡液相,加速了Nb在CuNi过渡液相中的溶解.由此产生的NiNbCu过渡液相能浸润Ti(C,N),并在界面处形成少量的(Ti,Nb)(C,N)固溶体合金,从而提高了界面的结合性能,界面剪切强度可达到140 MPa.     

Effect of Cr and Ni on diffusion bonding of Fe3Al with steel

Microstructure at the diffusion bonding interface between Fe₃Al and steel including Q235 low carbon steel and Cr18-Ni8 stainless steel was analysed and compared by means of scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The effect of Cr and Ni on microstructure at the Fe₃Al/steel diffusion bonding interface was discussed. The experimental results indicate that it is favourable for the diffusion of Cr and Ni at the interface to accelerate combination of Fe₃Al and steel during bonding. Therefore, the width of Fe₃Al/Cr18-Ni8 interface transition zone is more than that of Fe₃Al/Q235. And Fe₃Al dislocation couples with different distances, even dislocation net occurs at the Fe₃Al/Cr18-Ni8 interface because of the dispersive distribution of Cr and Ni in Fe₃Al phase.     

热处理对TiAl/Ti2AlNb放电等离子扩散焊接头微观组织与力学性能的影响

采用放电等离子扩散连接方法,实现了TiAl/Ti2 AlNb合金扩散连接,对焊后的接头进行不同温度的热处理,分析热处理后接头显微组织,并检测接头抗拉强度和显微硬度.结果表明:热处理后Ti2 AlNb母材、TiAl母材和界面处显微形貌无明显变化;Ti2 AlNb热影响区发生B2相向O相转变,由于针状O相的析出,热影响区的显微硬度较焊态显著增加.随着热处理温度的升高,Ti2 AlNb热影响区的显微硬度逐渐减小,接头的室温抗拉强度逐渐增加.当热处理温度为900℃时,接头抗拉强度最大为376 MPa.热处理后接头的断裂方式为脆性断裂.     

Formation process of the bonding joint in Ti/Al diffusion bonding

The process of the formation of Ti/Al diffusion bonding joints was studied by means of scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometry (XRD) and shear strength measurement. Pure titanium and pure aluminum were used as bonding couples. The results show that the process of joint formation can be separated into four stages, and the product of the diffusion reaction is only TiAl₃ under a particular range of holding time. There is a delay time t_D before TiAl₃ is generated, which is mainly affected by temperature. The joint strength depends on the metallurgical combination percentage and the interface structure in the diffusion zone, and it can reach or even exceed the strength of pure aluminum after TiAl₃ forms a layer. The position where shear fracture occurs depends on interface structure in the diffusion zone.     

Fe3Al与Q235钢异种材料扩散焊的界面剪切强度

采用扩散焊技术对Fe3Al金属间化合物与Q235碳钢进行焊接,研究了Fe3Al/Q235扩散焊界面的剪切强度,并利用扫描电镜分析了界面断裂特征.结果表明,Fe3Al/Q235扩散焊界面断裂位置靠近Fe3Al一侧,剪切断口为解理断裂,伴随少量的韧性断裂特征,微裂纹多数沿靠近Fe3Al一侧的界面交界线扩展,有时偏向界面中心;控制加热温度1060℃,保温45～60min,压力12～15 MPa时,可以获得界面结合紧密、剪切强度112.3 MPa的Fe3Al/Q235接头.     

退火工艺对铜包钢线界面扩散和结合强度的影响

采用双铜带压接法制备铜包钢线,研究了铜包钢线的退火热处理工艺,探讨了退火温度和时间对铜-钢复合界面扩散和结合强度的影响。结果表明,随着铜包钢线退火温度的升高和时间的延长,扩散层厚度增加,界面结合强度提高。与保温时间相比,退火温度对其影响较大。退火温度为750℃,保温2h后界面结合效果最佳,继续升高温度和延长时间,界面扩散层厚度和结合强度几乎不变。利用扩散方程计算Fe和Cu原子的扩散激活能和扩散常数,确定了扩散常数与退火温度的关系。综合考虑铜包钢线扩散层厚度与结合强度的关系及生产实际要求,得到铜包钢线的最佳退火工艺为750℃保温2h。     

三价铈离子掺杂氯化钾的光致发光性能

采用水热蒸发法制备了KCl∶Ce3+荧光粉。测量并分析了材料在室温下的真空紫外激发光谱及相应的发射光谱。结果表明激发谱显示6个峰,峰位分别为149、194、206、219、233和251nm。其中149nm的激发峰是基质吸收引起的;194、206、219、233和251nm是Ce3+离子的4f→5d跃迁引起的。发射峰显示双峰结构,峰位分别是311和326nm。此峰对应于Ce3+离子的5d→4f(2F5/2,2F7/2)跃迁。