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搅拌针对FSSW-B接头界面组织与力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2023年第7期52卷 2468-2477页

作者：刘文阔谢吉林陈玉华汪洪伟张体明王善林南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 重庆科技学院冶金与材料工程学院重庆401331

铝/镁异种金属复合结构在结构轻量化领域具有极大的应用价值。采用新型搅拌摩擦点焊-钎焊技术(friction stir spot welding-brazing,FSSW-B)对铝/镁异种金属进行搭接点焊,同时与搅拌摩擦钎焊(friction stir spot brazing,FSSB)工艺进行... 详细信息

铝/镁异种金属复合结构在结构轻量化领域具有极大的应用价值。采用新型搅拌摩擦点焊-钎焊技术(friction stir spot welding-brazing,FSSW-B)对铝/镁异种金属进行搭接点焊,同时与搅拌摩擦钎焊(friction stir spot brazing,FSSB)工艺进行对比,研究焊接工具中搅拌针的存在对接头界面组织与力学性能的影响。FSSW-B接头界面中间层分为明显上下2个部分,上层界面主要为MgZn_(2)相,下层界面主要为Mg_(7)Zn_(3)相;FSSB接头主要为MgZn_(2)相。接头的断裂模式主要为界面剥离断裂,由于搅拌针的存在,出现了眉状断裂模式。搅拌针的存在提高了接头的抗拉剪性能与疲劳性能,FSSW-B接头的最大抗拉剪力为7600 N,疲劳极限为3366.6 N;搅拌针使抗拉剪性能提升了53.5%,使疲劳性能提升了11.4%;FSSW-B中搅拌针的存在增加了接头疲劳性能的分散性。

关键词：搅拌针搅拌摩擦点焊-钎焊界面组织力学性能疲劳极限

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钨铜/铍青铜异质钎焊界面组织与性能

焊接学报 2022年第4期43卷 50-54,I0005,I0006页

作者：沈元勋王路乙李秀朋李云月宋晓国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郑州450001 哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室哈尔滨150001 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司宁波315700

采用BAg56CuZnSn,BAg50ZnCdCuNi和BAg49ZnCuMnNi银钎料实施了钨铜合金/铍青铜异质材料接头的感应钎焊连接,研究了其钎焊界面组织与力学性能.结果表明,3种银钎料均能获得完好界面钎焊接头,钎料与钨铜和铍青铜形成较好冶金结合.钎料与铍... 详细信息

采用BAg56CuZnSn,BAg50ZnCdCuNi和BAg49ZnCuMnNi银钎料实施了钨铜合金/铍青铜异质材料接头的感应钎焊连接,研究了其钎焊界面组织与力学性能.结果表明,3种银钎料均能获得完好界面钎焊接头,钎料与钨铜和铍青铜形成较好冶金结合.钎料与铍青铜界面冶金结合充分,形成明显互扩散区.钎料与钨铜钎焊界面清晰,且钎料向钨铜近界面区域形成明显扩散渗入现象.强度测试表明,BAg49ZnCuMnNi钎焊接头强度最高,达到250 MPa,接头断裂均发生在钨铜侧钎焊界面.分析表明,钎料向钨铜渗入明显促进界面结合,钎料中添加镍,由于镍与钨的扩散互溶进一步提高界面冶金结合,Mn元素添加明显细化钎缝晶粒,接头强度显著提升.

关键词：钨铜铍青铜异质钎焊界面组织力学性能

CuCrZr/Inconel 625异种材质合金管激光焊接工艺与接头界面组织性能

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焊接学报 2023年第6期44卷 35-40,I0005页

作者：王徐建檀财旺何平范成磊郭迪舟董海义中国科学院高能物理研究所北京100049 哈尔滨工业大学(威海) 威海264209 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

对CuCrZr与Inconel 625异种材料合金管进行激光对焊试验,观察分析各组试样的接头形貌、微观组织、化学成分以及力学性能分析,试验结果表明,在1100~1300 W的激光功率,+20 mm的离焦量以及14.5 mm/s的焊接速度,20 L/min的99.9%Ar气保护时... 详细信息

对CuCrZr与Inconel 625异种材料合金管进行激光对焊试验,观察分析各组试样的接头形貌、微观组织、化学成分以及力学性能分析,试验结果表明,在1100~1300 W的激光功率,+20 mm的离焦量以及14.5 mm/s的焊接速度,20 L/min的99.9%Ar气保护时焊缝成形良好,可实现Inconel 625/CuCrZr管的全位置焊接,焊缝内部缺陷较少,但随着焊接功率的增加焊缝下塌现象明显;Inconel 625/CuCrZr焊缝与母材连接界面元素过渡明显,由于Ni元素,Cu元素互溶,在焊缝内部主要以富Ni的Ni/Cu固溶体存在,在激光焊接过程中CuCrZr母材受激光搅拌作用,有部分铜母材被“卷入”焊缝内,待工件冷却后保留在焊缝内部;Inconel 625/CuCrZr管激光焊接接头抗拉强度较高,晶粒粗大的CuCrZr的热影响区位置是主要断裂位置,断裂形式以韧性断裂为主.

关键词： Inconel 625 CuCrZr 异种材料合金管激光焊接界面组织接头性能

TiB_(w)/TA15钛基复合材料真空钎焊界面组织及性能研究

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焊接学报 2023年第6期44卷 111-119,I0009页

作者：叶嘉宝李晓红邓云华谢志怡文彦臻中国航空制造技术研究院航空焊接与连接技术航空科技重点实验室北京100024

采用Ti-Zr-Cu-Ni钎料对TiB_(w)/TA15钛基复合材料进行真空钎焊,对不同工艺参数下钎焊接头组织及性能进行分析.结果表明,钎焊界面主要由针状的α-Ti相、间隙β-Ti相及Ti_(2)(Cu,Ni)金属间化合物及TiB_(w)增强相组成.随着钎焊温度(920~980... 详细信息

采用Ti-Zr-Cu-Ni钎料对TiB_(w)/TA15钛基复合材料进行真空钎焊,对不同工艺参数下钎焊接头组织及性能进行分析.结果表明,钎焊界面主要由针状的α-Ti相、间隙β-Ti相及Ti_(2)(Cu,Ni)金属间化合物及TiB_(w)增强相组成.随着钎焊温度(920~980℃)和保温时间(60~150 min)的增加,针状α-Ti相占比增加,金属间化合物减少,TiB_(w)分布趋于均匀,接头力学性能增加.但较长的保温时间导致界面宽度增加,使接头整体塑性下降.钎料添加量较少且适宜的情况下,钎焊温度980℃,保温时间90 min下能获得最佳力学性能.

关键词：钛基复合材料真空钎焊钎焊接头界面组织工艺参数

Zr-Cu-Ni非晶钎料真空钎焊TiAl合金/316L不锈钢接头的界面组织与剪切性能

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材料工程 2022年第5期50卷 52-61页

作者：杨跃森董红刚吴宝生李鹏杨江马月婷大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024

采用自主设计制备的Zr-42.9Cu-21.4Ni非晶钎料对TiAl合金和316L不锈钢进行真空钎焊,研究钎焊温度和钎焊时间对TiAl合金/316L不锈钢异种金属接头微观组织和剪切性能的影响。结果表明:钎缝界面可以划分为6个不同的反应层。1040℃/10 min... 详细信息

采用自主设计制备的Zr-42.9Cu-21.4Ni非晶钎料对TiAl合金和316L不锈钢进行真空钎焊,研究钎焊温度和钎焊时间对TiAl合金/316L不锈钢异种金属接头微观组织和剪切性能的影响。结果表明:钎缝界面可以划分为6个不同的反应层。1040℃/10 min下制备的钎焊接头从TiAl合金到316L不锈钢侧界面组织依次为γ(TiAl)+AlCuTi/α_(2)(Ti_(3)Al)+AlCuTi/AlCu+ZrCuNi+FeZr/Cu_(8)Zr_(3)+ZrCuNi+TiFe+Fe_(2)Zr/FeZr+Fe_(2)Zr+TiFe_(2)+ZrCu/α-(Fe,Cr)。随着钎焊温度的升高,接头的抗剪强度先升高后降低。当钎焊温度为1040℃和钎焊时间25 min时,接头抗剪强度达到最大值162 MPa。断口分析表明,接头在FeZr+Fe_(2)Zr+TiFe_(2)+ZrCu界面处萌生,沿着Cu_(8)Zr_(3)+ZrCuNi+TiFe+Fe_(2)Zr和α-(Fe,Cr)扩展,呈解理断裂。

关键词： TiAl合金 316L不锈钢真空钎焊 Zr-Cu基非晶钎料界面组织抗剪强度

TiB_(2)-TiC-SiC复合陶瓷接触反应钎焊接头界面组织及力学性能

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航空学报 2022年第2期43卷 53-63页

作者：蔡小强王东坡王颖杨振文天津大学天津市现代连接技术重点实验室天津300072

采用Ti-Ni中间层体系对TiB_(2)-TiC-SiC(TTS)复合陶瓷进行了钎焊连接,研究不同的钎料成分和保温时间对接头界面组织和力学性能的影响。结果表明:钎料成分变化会引起界面反应机制由Ti与TTS复合陶瓷反应为主的过程向Ni与TTS复合陶瓷反应... 详细信息

采用Ti-Ni中间层体系对TiB_(2)-TiC-SiC(TTS)复合陶瓷进行了钎焊连接,研究不同的钎料成分和保温时间对接头界面组织和力学性能的影响。结果表明:钎料成分变化会引起界面反应机制由Ti与TTS复合陶瓷反应为主的过程向Ni与TTS复合陶瓷反应为主的过程转变。采用Ti-24at%Ni钎料钎焊TTS复合陶瓷时,界面反应主要发生在Ti与TTS复合陶瓷之间,反应产物主要为Ti与TiB_(2)反应形成的TiB以及与SiC反应形成的TiC和Ti_(5)Si_(3)。采用Ti-83at%Ni钎料钎焊TTS复合陶瓷时,界面反应主要发生在Ni与TTS复合陶瓷之间,尤其是与SiC的反应,反应产物主要为Ni;Si和C。此外,保温时间显著影响TTS/Ti-24at%Ni/TTS接头的界面组织和力学性能。随着保温时间的延长,接头中连续的Ti_(2)Ni化合物消失,形成大量的TiB和Ti_(5)Si_(3)。与此同时,TTS复合陶瓷侧界面反应层逐渐增厚。在钎焊温度为1040℃,保温时间为30 min条件下,采用Ti-24at%Ni钎料钎焊TTS复合陶瓷获得的接头室温抗剪强度最大,达到168±10 MPa,高温(800℃)抗剪强度达到81±18 MPa。

关键词：二硼化钛碳化钛碳化硅钎焊界面组织抗剪强度

浇注温度对304不锈钢/纯铝复合材料界面组织及性能的影响

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特种铸造及有色合金 2023年第3期43卷 325-330页

作者：马科李元东邱谨周宏伟曹驰兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室兰州理工大学温州泵阀工程研究院

采用热浸镀铝工艺对不锈钢管表面进行镀铝处理,再用固-液复合铸造法制备304不锈钢/纯铝管状复合材料,用SEM观察复合界面的微观形貌,结合EDS与XRD物相检测对复合材料结合界面的物相成分与分布进行分析,并测试其显微硬度、抗拉强度和剪切... 详细信息

采用热浸镀铝工艺对不锈钢管表面进行镀铝处理,再用固-液复合铸造法制备304不锈钢/纯铝管状复合材料,用SEM观察复合界面的微观形貌,结合EDS与XRD物相检测对复合材料结合界面的物相成分与分布进行分析,并测试其显微硬度、抗拉强度和剪切强度。结果发现,随着浇注温度提高,界面处裂纹消失,结合层厚度逐渐增加。界面处形成金属间化合物,主要以FeAl_(3)和Fe_(2)Al_(5)相为主,Fe和Al的含量在界面附近呈现相反的阶梯梯度分布,且存在一个稳定的台阶。随浇注温度升高,纯铝基体的硬度基本保持稳定,304不锈钢基体的硬度有所降低。抗拉强度和剪切强度都呈现出先上升后下降的趋势,当浇注温度为740℃时抗拉强度和剪切强度均达到最大,分别为512.3 MPa和41.6 MPa。

关键词：复合铸造浇注温度界面组织力学性能

C/C复材与高温合金异种材料蜂窝结构钎焊界面组织及力学性能

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航空制造技术 2023年第18期66卷 86-90,97页

作者：续润洲岳喜山邓云华任金伟朱小龙中国航空制造技术研究院北京100024 西安航空制动科技有限公司西安713106

在钎焊温度为1040℃,保温时间为15 min的条件下,采用BNi-2钎料钎焊连接C/C复合材料面板和GH3536高温合金异种材料蜂窝结构,研究了不同钎料层厚度对板–芯界面微观组织变化和板–芯拉脱性能影响。结果表明,焊后板–芯接头由钎料与C/C母... 详细信息

在钎焊温度为1040℃,保温时间为15 min的条件下,采用BNi-2钎料钎焊连接C/C复合材料面板和GH3536高温合金异种材料蜂窝结构,研究了不同钎料层厚度对板–芯界面微观组织变化和板–芯拉脱性能影响。结果表明,焊后板–芯接头由钎料与C/C母材反应区、钎料与蜂窝反应区和钎料凝固区3个区域组成,钎料与C/C母材反应生成了Cr_(3)C_(2)反应层,钎料与蜂窝反应区内生成了Si的金属间化合物和Cr_(3)C_(2)颗粒。随着钎料厚度的增加,接头拉脱性能先升高后降低,当钎料厚度为0.12 mm时,板–芯接头拉脱强度达到最高9.69 MPa,断裂位置主要发生在C/C基体内。

关键词： C/C复合材料面板高温合金蜂窝钎焊界面组织拉脱性能

长时热暴露对一种热障涂层/DZ411镍基高温合金体系界面组织演变的影响

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材料研究学报 2024年

作者：袁鸿渊张思倩王栋张英建马力于明涵张浩宇周舸陈立佳沈阳工业大学材料科学与工程学院东北大学材料科学与工程学院中国科学院金属研究所高温结构材料研究部

将一种热障涂层/DZ411镍基高温合金体系分别在900℃和1000℃进行长时热暴露，使用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、透射电子显微镜（TEM）等手段表征涂层/基体界面以研究其微观组织的演变行为。结果表明：随着热暴露时间的... 详细信息

将一种热障涂层/DZ411镍基高温合金体系分别在900℃和1000℃进行长时热暴露，使用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、透射电子显微镜（TEM）等手段表征涂层/基体界面以研究其微观组织的演变行为。结果表明：随着热暴露时间的延长基体/涂层界面（CSI）下方的基体发生再结晶，σ相的析出方向与CSI呈45°角。在900℃和1000℃热暴露的二次反应区（SRZ）与拓扑密堆相（TCP）的演变显著不同。在900℃热暴露100h后富Cr相弥散分布在混乱的γ’相组成的互扩散区（IDZ），而在1000℃热暴露100h后IDZ、SRZ由胞状再结晶组成，富Cr相的析出不明显。在900℃热暴露500h-2000h后IDZ、SRZ逐渐长大，富Cr相在再结晶晶界附近沿着与CSI呈45°角的方向析出；在1000℃热暴露后富Cr相在再结晶晶界下方聚集析出，SRZ逐渐退化为IDZ。长时热暴露后，界面组织的演变与元素的扩散密切相关。

关键词：金属材料镍基高温合金长时热暴露界面组织涂层/基体界面