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钛基钎料高温钎焊TZM界面行为及热稳定性研究

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稀有金属材料与工程 2020年第3期49卷 849-856页

作者：路全彬钟素娟李胜男张雷裴夤崟龙伟民郑州机械研究所有限公司新型钎焊材料与技术国家_重点实验室河南郑州450001 清华大学北京100084

采用Ti-8.5Si、Ti-33Cr和Ti-30V-3Mo钎料实现了钛锆钼(TZM)合金的高温真空钎焊连接,借助SEM、EDS及润湿性试验和抗剪试验等分析方法,研究了钛基钎料高温钎焊TZM及钎焊接头经高温热循环后的热稳定性。结果表明,Ti-8.5Si、Ti-33Cr在1520oC... 详细信息

采用Ti-8.5Si、Ti-33Cr和Ti-30V-3Mo钎料实现了钛锆钼(TZM)合金的高温真空钎焊连接,借助SEM、EDS及润湿性试验和抗剪试验等分析方法,研究了钛基钎料高温钎焊TZM及钎焊接头经高温热循环后的热稳定性。结果表明,Ti-8.5Si、Ti-33Cr在1520oC/6min的工艺条件下良好润湿TZM,润湿角分别为10o和9o,Ti-8.5Si钎料的铺展面积大于Ti-33Cr钎料的铺展面积,Ti-30V-3Mo钎料在1680oC/8 min的条件下在TZM板上的润湿角为5°。Ti-8.5Si/TZM接头界面形成(Ti, Mo)固溶体,钎缝中心由(Ti, Mo)固溶体和Ti5Si3相组成。Ti-33Cr/TZM接头界面形成(Ti,Mo)固溶体,钎缝中心由(βTi,Cr)固溶体和αTi+(αTi+αTi Cr2)共晶组成。Ti-30V-3Mo/TZM接头,钎缝区主要由(βTi, V)固溶体和αTi组成,界面区由Ti与Mo形成(Ti,Mo)固溶体。3种钎料钎焊TZM,均形成固溶体钎焊接头而实现钎料与TZM的冶金结合,钎焊接头强度分别为135.8 MPa(Ti-8.5Si)、132 MPa(Ti-33Cr)和131 MPa(Ti-30V-3Mo)。Ti-8.5Si/TZM、Ti-33Cr/TZM接头经过1200oC/60min没有观察到明显的晶间渗入和母材溶蚀,界面固溶体结合形式无变化。Ti-30V-3Mo/TZM接头经过1550oC/60 min热循环后,观察到1个晶粒深度的晶间腐蚀,没有明显的母材溶蚀现象,且界面依然保持固溶体结合形式。3种钛基钎料可实现TZM的高温钎焊,依靠界面固溶体实现冶金结合,经高温长时间热循环后钎焊接头组织性能稳定,发生晶间渗入敏感性低,为TZM的高温应用连接提供理论与试验指导。

关键词：钛锆钼合金高温钎焊钛基钎料晶间渗入热稳定性

Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni钎焊钼的钎缝组织分析

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焊接学报 2019年第4期40卷 133-136,I0006,I0007页

作者：纠永涛路全彬何鹏王德智龙伟民郑州机械研究所新型钎焊材料与技术国家重点实验室郑州450001 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 University of Houston School of Natural Sciences and Mathematics Houston

采用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni非晶钎料真空钎焊钼,获得Mo/Mo钎焊接头,研究钎焊过程液态钎料与母材的相互作用.结果表明,液态Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni钎料与钼发生扩散–溶解,即母材钼向钎料中的溶解和钎料组分向母材的扩散.随钎焊温度的升高,钼... 详细信息

采用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni非晶钎料真空钎焊钼,获得Mo/Mo钎焊接头,研究钎焊过程液态钎料与母材的相互作用.结果表明,液态Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni钎料与钼发生扩散–溶解,即母材钼向钎料中的溶解和钎料组分向母材的扩散.随钎焊温度的升高,钼向钎料中溶解量增加,凝固后钼主要固溶在Ti基固溶体内;随钎焊温度的升高,发生钎料组分向母材晶间的扩散,当温度为900℃时,发生显著的晶间渗入现象.为得到良好的钎焊接头,避免母材过量溶解和晶间渗入的发生,Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni钎料真空钎焊钼温度不宜高于900℃.

关键词： Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni Mo/Mo钎焊接头晶间渗入溶解扩散

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真空钎焊3003波导钎缝组织及变形研究

热加工工艺 2020年第9期49卷 140-143页

作者：杨拓宇安徽科技学院机械工程学院安徽凤阳233100

采用真空钎焊方法,以AlSiMg共晶合金作为钎料,对3003波导组件进行一体化连接。分析结果显示:钎缝界面处发生弥散宽化,Mg、Si元素向母材扩散,有晶间渗入现象,近缝区母材发生了再结晶。以ANSYS软件作为平台,建立铝合金波导的三维有限元模... 详细信息

采用真空钎焊方法,以AlSiMg共晶合金作为钎料,对3003波导组件进行一体化连接。分析结果显示:钎缝界面处发生弥散宽化,Mg、Si元素向母材扩散,有晶间渗入现象,近缝区母材发生了再结晶。以ANSYS软件作为平台,建立铝合金波导的三维有限元模型。从真空炉均温区受热辐射升温的角度出发,对几何尺寸较小、具有复杂型腔的钎焊组件进行受热及传热的分析,通过数值模拟的方法得到波导组件温度随时间变化的分布规律。对后处理数据进行提取和分析,得到等效位移的分布云图。

关键词：波导组件真空钎焊晶间渗入温度分布等效位移

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不锈钢油冷器开裂分析

失效分析与预防 2016年第3期11卷 162-167页

作者：梅长兴何鹏陆青松刘浩罗爱娇刘卫娇浙江银轮机械股份有限公司浙江台州317200 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

制造完成后的不锈钢油冷器在进行100%密封性试验时发现,大部分油冷器出现泄漏失效。采用外观和截面金相观察方法分析了油冷器失效件裂纹的数量、分布、形态、裂纹表面成分变化等特征,采用仿真分析方法分析了TIG焊接对油冷器盖板和壳体... 详细信息

制造完成后的不锈钢油冷器在进行100%密封性试验时发现,大部分油冷器出现泄漏失效。采用外观和截面金相观察方法分析了油冷器失效件裂纹的数量、分布、形态、裂纹表面成分变化等特征,采用仿真分析方法分析了TIG焊接对油冷器盖板和壳体的温度场与残余应力的影响,通过综合分析提出了裂纹产生的根本原因,采用截面金相观察方法验证了改进措施的效果。研究表明:不锈钢油冷器在TIG焊接过程中由于高温使Cu钎缝扩散而在盖板、芯片中产生了晶界开裂,油冷却器结构设计不当是不锈钢油冷器出现泄漏的根本原因。针对根本原因,提出了增加盖板和壳体板厚的结构设计改进措施。

关键词：热影响区开裂钎缝重熔晶间渗入金相分析仿真分析

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铜/钢热丝TIG堆焊工艺及接头组织分析

铜/钢热丝TIG堆焊工艺及接头组织分析

作者：陈基明哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

针对某大型炮弹弹带装配工艺的改进,选择合适的铜合金材料采用热丝TIG焊接方法在35CrMnSiA钢弹体上堆焊炮弹弹带,取代应用H90铜合金机械收带装配弹带的传统弹带装配工艺。通过对Hs201、Hs211、Hs214、Hs216四种铜合金堆焊弹带与H90机械... 详细信息

针对某大型炮弹弹带装配工艺的改进,选择合适的铜合金材料采用热丝TIG焊接方法在35CrMnSiA钢弹体上堆焊炮弹弹带,取代应用H90铜合金机械收带装配弹带的传统弹带装配工艺。通过对Hs201、Hs211、Hs214、Hs216四种铜合金堆焊弹带与H90机械收带弹带的力学性能比较,确定Hs214堆焊弹带性能与H90机械收带弹带性能最接近,为最适合于该型号炮弹弹带堆焊的材料。通过金相分析、扫描电镜、能谱分析及温度场测试等分析测试手段,系统研究了焊接电流、冷却条件及焊后热处理等工艺对Hs214铝青铜/35CrMnSiA钢堆焊接头组织及性能的影响规律。金相分析结果显示,堆焊时基体热影响区分为淬火区和不完全淬火区。随着焊接电流的增大,热影响区面积增大,焊接电流较小时,水冷可以有效减小热影响区大小,而焊接电流较大时,水冷作用并不明显;SEM、EDS及显微硬度测试结果表明,Hs214/35CrMnSiA钢界面结合层主要相组成为残余奥氏体、马氏体及ε-Cu固溶体;焊接电流为160A时,界面结合层主要为奥氏体+少量针头马氏体;焊接电流大于240A时,界面结合层大部分转变为马氏体,同时马氏体带上弥散分布着少量的ε-Cu固溶体颗粒。当堆焊工艺不当时,会发生液态铜沿钢的晶间渗入,进而导致渗透裂纹,温度场测试结果显示,采用水冷缩短基体t8/5高温停留时间,可在一定程度上避免晶间渗入现象的发生。增大焊接电流,堆焊层中的泛铁量增加,焊接电流小于240A,泛铁分布体现出明显流场迹线,此时泛铁以球状及较小树枝状晶形式存在;当焊接电流大于280A时,泛铁分布均匀,堆焊层顶部及铜/钢界面处泛铁以球状及小尺寸树枝状晶混合形式存在,堆焊层中部泛铁则以大尺寸树枝状晶形式存在;能谱分析表明,泛铁相成分分布不均匀,树枝状泛铁为α-Fe相,较小尺寸球状泛铁为α-Fe,而大尺寸球状泛铁为(α-Fe +ε-Cu)双相组织或(马氏体组织+ε-Cu)双相组织。热处理调质后,基体转变为回火马氏体,铜/钢界面结合层转变为(α-Fe +ε-Cu)双相组织或(马氏体+ε-Cu)双相组织。硬度测试显热处理后基体与堆焊层硬度均有下降,堆焊层硬度下降100Hv,但仍满足使用要求;热处理前后抗剪试验均断裂于铜母材,断口分析表明热处理前抗剪断裂形式为脆性断裂,热处理后为混合型断裂形式。

关键词：弹带 t8/5 晶间渗入泛铁