用光學顯微鏡、掃描電鏡、x射線衍射等分析手段,對高強度za合金釬焊接頭的顯微組織形態及其特征、性能及界面區的相組成等進行了研究分析。結果表明,用研制的新型高強軟釬料釬焊高強度za合金獲得的釬焊接頭在界面區局部有交互結晶產生;界面區組織構成較復雜,既有cd、sn、zn固溶體,又有少量的細小的mg2sn、mgzn等化合物;固溶體可以提高釬焊接頭的強度和韌性,少量細小的化合物可強化基體組織,有利于強度的提高;但連續層狀的金屬間化合物可引起釬焊接頭的脆化,使其性能降低。測試結果表明釬焊接頭具有較高的力學性能,延伸率高于母材

不同釬料對tial基合金與40cr釬焊接頭強度的影響 北京航空航天大學(100083)　　　　　　劉景峰　朱　穎　康　慧　曲　平 江蘇淮海鹽化廠(濰陽市　223007)　　張　悅 摘要　tial基合金是一種具有廣泛發展前途的結構材料,采用鈦基釬料和銀基釬料對tial基合金與40cr鋼 進行了真空釬焊試驗。接頭的剪切強度分別為110mpa和105mpa。顯微組織分析表明,采用ti基釬料時焊接區 域存在脆性金屬間化合物ti-cu相和ti-ni相以及采用ag基釬料時產生的層狀組織可能與接頭的低強度有 關。 關鍵詞:　真空釬焊　tial基合金　40cr　剪切強度 effectoffillermetalsonshearstrengthofti-albased alloya

采用金相顯微鏡、掃描電鏡、硬度計等測量方法,觀察分析了鋁鋰合金釬焊前后母材和釬焊接頭的顯微組織變化,通過分析測試釬焊接頭的顯微硬度和斷口微區的化學成分,研究分析了釬焊接頭強度的變化規律。結果表明,焊后母材中的強化相由質點轉變為板條狀;氮氣保護條件下,釬焊接頭未見氣孔、夾雜、裂紋等缺陷,釬焊接頭存在一定的擴散區,從而有效地提高了釬焊接頭的強度;無氮氣保護的條件下,釬焊接頭有大量的缺陷存在,這些缺陷的存在嚴重影響了釬焊接頭的強度。

研究了焊后熱處理對k403合金大間隙焊接頭中γ′相與接頭性能的影響,結果表明經擴散處理接頭產生γ′相,呈圓形,其中母材的γ′相尺寸最大,過渡區、釬縫區依次減小;1200℃固溶處理后γ′相呈方形,但由于固溶處理接頭析出高熔點化合物相,對接頭性能不利;時效處理γ′相沉淀析出充分,形狀呈方形,且時效處理有利于化合物相的擴散。

非晶鎳基釬料釬焊接頭性能及微觀組織的研究

非晶鎳基釬料釬焊接頭性能及微觀組織的研究

用非晶鎳基釬料和普通晶態釬料在不同的溫度下真空釬焊不銹鋼,分析了接頭的力學性能、元素分布和顯微組織。研究表明,釬焊接頭的焊接質量在1000℃以下隨溫度升高而增強,采用非晶釬料的接頭強度明顯好于普通晶態釬料。

采用有限元方法,模擬計算了鎳基合金粉末釬料在1270℃釬焊k24鎳基合金時,接頭在冷卻過程中的熱應力最大值和應力集中區.結果表明,在冷卻過程中,k24合金接頭的切應力主要集中在界面端點處,且切應力的最大值出現在鎳基釬料/k24合金界面的右端點處,其隨著溫度的降低先減小后增大.同時,接頭x方向拉應力最大值也出現在此處,且其隨著溫度的降低經歷由負到正的變化過程.當承受外切切力時,接頭并非在鎳基釬料內部斷裂,而鎳基釬料/k24合金界面易成為接頭的主要斷裂區.

采用bag45cuzn釬料對自蔓延高溫合成的tic金屬陶瓷與中碳鋼進行了真空釬焊連接,利用掃描電鏡、電子探針、x射線衍射等分析手段對接頭的界面結構和室溫抗剪強度進行了研究。結果表明,利用bag45cuzn釬料可實現tic金屬陶瓷與中碳鋼的連接;接頭的界面結構為tic金屬陶瓷/(cu,ni)固溶體/ag基固溶體+cu基固溶體/(cu,ni)固溶體/(cu,ni)+(fe,ni)/中碳鋼;在連接溫度為850℃保溫10min的釬焊條件下,接頭的抗剪強度可達121mpa。

利用自行改制的數控交流電阻焊機,采用cuni薄帶釬料,配合改進型釬劑實現了tini形狀記憶合金電阻釬焊連接。借助于光學顯微鏡、sem及edx對釬縫的組織進行了分析。結果表明,試驗采用的電阻釬焊工藝對母材的熱影響極小,接頭中沒有明顯的熱影響區;在釬縫中存在的ti3ni4化合物相是tini合金產生雙程及全程形狀記憶效應的主要因素

在釬焊時間3~30min,釬焊溫度860~1000℃的條件下,采用agcuti釬料對c/c復合材料和tc4合金進行了釬焊試驗。利用掃描電鏡及eds能譜分析的方法對接頭的界面組織及斷口形貌進行了研究。結果表明,接頭界面結構為c/c復合材料/tic+c/ticu+tic/ag(s.s)+ti3cu4+ticu/ti3cu4/ticu/ti2cu/ti2cu+ti(s.s)/tc4。由壓剪試驗測得的接頭抗剪強度結果可知,在釬焊溫度910℃,保溫時間10min的條件下,接頭獲得的最高抗剪強度為25mpa。接頭的斷口分析結果表明,接頭斷裂的位置與被連接界面的碳纖維方向有關,當碳纖維軸平行于連接面時,斷裂發生在復合材料中;當碳纖維軸垂直于連接面時,斷裂主要發生在復合材料與釬料的界面處。

采用金相顯微鏡、電子顯微鏡、x射線能譜儀、顯微硬度、力學試驗等檢測手段,對ta17鈦合金/ag95cunili/0cr18ni10ti不銹鋼釬焊接頭的組織特征進行了分析。結果表明:釬縫中不銹鋼/釬料一側,形成了三層金屬間化合物釬縫組織;在鈦合金/釬料一側,形成兩個組織區域;同時,銀沿鈦合金晶間擴散;在凝固釬焊接頭的釬縫中,靠近不銹鋼一側出現了ti、cu的富集;靠近鈦合金一側cu原子的含量明顯升高,釬縫中心區基本上是純銀;釬縫中除不銹鋼/釬料擴散層外,其他各微區的顯微硬度并沒有增加;從釬縫斷口分析也證明釬縫中靠近不銹鋼一側是接頭最薄弱的位置。

鎳基釬料釬焊接頭MB值的提高C

采用不同的工藝參數對鑄造鈷基高溫合金k640進行了釬焊實驗,通過掃描電鏡、能譜分析儀和x射線衍射儀對釬焊接頭進行了微觀組織觀察、典型物相成分測試及物相分析。結果表明:不同釬焊工藝參數下的釬縫均由鈷基固溶體、碳化物m23c6、硼化物m3b2+鈷基固溶體共晶,以及塊狀及顆粒狀碳化物mc組成。當釬焊溫度較低或保溫時間較短時,釬縫中央生成大量的m3b2;隨著釬焊溫度的升高及保溫時間的延長,釬縫中m3b2、mc減少,m23c6增多、長大。

對石墨與銅采用非晶態tizrnicu釬料進行了真空釬焊。采用光學顯微鏡(omolmpus)、掃描電鏡(sem,s-4700)、電子探針(epma,jxa8600)等分析手段對接頭的界面微觀組織進行觀察分析,研究結果表明,釬縫中主要是金屬間化合物生成相,如cu-ti,cu-zr,ni-ti系等,裂紋易產生于焊縫中尺寸較大的一個金屬間化合物相上,cu基固溶體的存在可以阻礙或延緩裂紋的擴展,對提高接頭性能有利。在該實驗條件下在950℃/15min工藝參數下獲得的接頭的電阻率低于5mω,平均電阻為3.3mω,接頭的抗剪強度為16.34mpa滿足該接頭作為換向器接頭的使用要求。

Cu基釬料電弧釬焊接頭強度及斷口分析

采用一種含有鋁、鈦活性元素的鎳基高溫釬料,對k465鎳基鑄造高溫合金在1220℃進行了高溫真空釬焊實驗,通過光鏡、掃描電鏡和能譜分析研究分析了不同釬焊間隙和焊后熱處理狀態下的釬焊接頭組織。研究表明0.1~0.2mm釬焊間隙的釬縫組織由(γ+γ′)共晶、呈塊狀、骨架狀或羽毛狀和不規則形狀的化合物相和γ固溶體組成;0.35mm間隙中填充鎳網的釬縫組織,主要由大量γ枝晶、少量(γ+γ′)共晶和少量的化合物相組成。釬焊接頭間隙在0.1~0.2mm時釬焊后固溶熱處理不能明顯消除有害化合物相;而接頭添加鎳網可明顯改善接頭組織,減少有害化合物相,提高固溶熱處理的效果。

采用bпp27釬料實現了k465鎳基高溫合金的真空電子束釬焊。分析了不同工藝參數對接頭抗剪強度的影響,借助掃描電鏡(sem)、能譜分析(eds)和相圖分析等方法研究了界面結構,確定了界面反應產物及其形態分布。結果表明,在界面反應層中生成五種產物:大量的鎳基γ固溶體和(γ′+γ)共晶相,大量的富含鎢的ni3b和crb相,以及少量的nbc相;化合物相以細小的塊狀彌散分布在鎳基固溶體中。隨著束流和加熱時間的增加,接頭抗剪強度呈現先升高再降低的趨勢。當束流為2.6ma,加熱時間為560s,聚焦電流為1800ma時,獲得最大抗剪強度為436mpa的釬焊接頭。

以co2激光為熱源,以alsi12焊絲為填充材料,對ti-6al-4v鈦合金和5056鋁合金異種材料激光熔釬焊進行研究,采用sem、eds、xrd和金相顯微鏡分析接頭的微觀結構特征,通過拉伸實驗評定接頭的力學性能。研究結果表明:所得接頭具有熔焊和釬焊雙重性質,即鋁母材局部熔化,為熔化焊,而鈦母材與焊縫金屬之間存在金屬間化合物層釬焊界面;釬焊界面上部的金屬間化合物層組成復雜,可分為2層,即呈針狀或芽狀的ti-al-si系金屬間化合物層和以ti-al系金屬間化合物為主的連續層;釬焊界面下部的金屬間化合物層較薄;拉伸試樣斷裂傾向于發生在緊鄰釬焊界面的焊縫上,平均抗拉強度為298.5mpa。

采用50ti-20zr-20ni-10cu粉末釬料對ti3al-nb合金與tc4合金進行真空釬焊,通過sem、eds、電子探針及拉伸試驗研究不同釬焊溫度下釬焊接頭的顯微組織及性能特征。結果表明,釬焊溫度升高釬焊接頭強度并不提高;不同溫度下釬焊接頭中靠近tc4合金基體邊界處均生成魏氏體組織,隨溫度升高魏氏體組織粗化程度加劇;整個釬焊接頭中ti3al-nb合金基體與釬料的反應程度弱于tc4合金基體。

鎳基合金焊接施工工藝綜述

研究了釬焊溫度對釬焊接頭微觀組織的影響,并利用圖像軟件imageproplus確定了不同初始凝固溫度下α(al)相在釬焊接頭中的體積分數。結果表明:隨著初始凝固溫度增加,α(al)相所占的比例增大。通過成分分析(epma)和硬度測試,分析了硅擴散層的特征。壓痕法測試結果表明:不同初始凝固溫度下獲得的同種組織,其力學和物理等綜合性能不同,從而造成整個釬焊接頭力學性能的差異。