泡沫镍对BC陶瓷/TC4真空钎焊接头的强化机制

作     者：周惠焱 刘强 黄斌 戴浩 李家豪 陈宜 黄永德 

作者机构：南昌航空大学航空制造工程学院 中国航空发动机集团南方工业有限公司 中国航空工业集团江西昌河航空工业有限公司 

出 版 物：《中国有色金属学报》 (The Chinese Journal of Nonferrous Metals)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52065048) 先进焊接与连接国家重点实验室开放课题研究基金资助项目(AWJ-22Z02) 南昌航空大学博士启动基金资助项目(EA202103241) 

主　　题：泡沫镍中间层 真空钎焊 残余应力 作用机制 

摘      要：B4C陶瓷与TC4钛合金进行真空钎焊时，由于两者之间的热膨胀性能存在较大差异，容易因过大的残余应力而产生开裂现象。本文通过添加泡沫镍中间层的方法成功实现了B4C陶瓷与TC4钛合金无开裂缺陷真空钎焊，接头剪切强度达88.6 MPa。通过对钎焊接头微观组织的观察，以及接头残余应力和弹性应变能的计算分析，结果表明，泡沫镍中间层的添加一方面可有效缓解活性元素Ti对B4C陶瓷基体的过度溶解，减少TiC、TiB2等脆性化合物的形成，并促进了钎料成分的均匀分布；另一方面，软化坍塌的泡沫镍骨架结构分割了熔化的钎料，造成多个小熔合区，从而使焊缝组织受力更加均匀，同时残余应力也获得了一定程度的缓解，有利于B4C陶瓷与TC4钛合金形成良好的连接。B4C陶瓷与TC4钛合金在泡沫镍中间层的加入后得以实现应力缓解，也进一步验证了陶瓷/金属异种材料的连接可通过多孔材料进行应力释放。