一、Interface microstructure and formation mechanism of diffusion-bonded joints of TiAl to steel 40Cr（论文文献综述）
原靖[1]（2021）在《YG8与DC53钢真空钎焊接头微观结构及性能研究》文中研究说明硬质合金与钢的焊接主要用于切削工具,采掘工具以及以拉丝模等耐磨零部件,获得的接头可使强韧性相互补充,起到1+1>2的作用。研究硬质合金与DC53钢钎焊接头组织与性能将为拉丝模等工件连接提供试验依据和理论基础。论文采用不同类型的钎料对YG8与DC53钢进行真空钎焊,通过控制工艺参数,实现YG8/DC53钢的连接。采用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）及能谱分析仪（EDS）对接头微观组织、元素分布和断裂特征进行研究,采用显微硬度计和万能试验机对接头的力学性能进行测试,探究接头组织在钎焊过程中的演变规律。采用S201钎料真空钎焊YG8与DC53钢,钎料对两侧母材有良好的润湿性,界面结合致密,接头无裂纹、气孔等缺陷,钎缝形成以α-Cu固溶体基体与弥散分布的Fe-Co固溶体及Cu5Sn相,α-Cu固溶体溶入C元素形成间隙固溶体,显微硬度为220HV,钎焊温度1130℃时近YG8侧形成Fe-Co基置换固溶体,显微硬度为122.5HV。采用纯铜钎料,热应力和钎料沿母材晶界扩散导致界面塑性较差,出现沿界面的裂纹;采用BNi2钎料,在近YG8侧生成镍钨和铁钨高硬度脆性η相,导致接头形成放射状裂纹。采用复合钎料（Cu58ZnMn/Ag45CuZn、Cu58ZnMn/Cu/Ag45CuZn）真空钎焊YG8与DC53钢,钎料对两侧母材润湿良好,界面结合致密,接头无裂纹等缺陷。采用Cu58ZnMn/Ag45CuZn钎料,接头钎缝基体形成大片α-Cu固溶体与Ag基固溶体相间分布,随着温度升高至940℃,分布更加弥散;采用Cu58ZnMn/Cu/Ag45CuZn钎料,钎缝区域形成α-Cu固溶体、Ag基固溶体和Ag-Cu共晶组织,随着钎焊温度从900℃升高至1000℃,中间层溶解越多,α-Cu固溶体分布更弥散,显微硬度越高,钎焊温度1000℃,显微硬度最高为272.6HV;采用Cu58ZnMn/BNi2/Ag45CuZn,BNi2中间层的Si、B等来不及向两侧母材扩散,形成脆性共晶体导致裂纹扩展,钎缝中镍基固溶体显微硬度最高为323.4HV。采用S201钎料,钎焊温度为1130℃,YG8/DC53钢钎焊接头的剪切强度为133MPa,接头YG8/钎缝处产生裂纹并扩展发生变形,导致接头剪切断裂,断口以脆性断裂为主,产生少量剪切韧窝。采用Cu58ZnMn/Cu/Ag45CuZn钎料,钎焊温度为900℃,YG8/DC53钢钎焊接头的剪切强度为157MPa,剪切断裂萌生于DC53/Ag基固溶体界面处,沿纯Cu中间层最后向α-Cu固溶体扩展,导致接头剪切断裂。断口以撕裂脆性断裂为主,局部产生剪切韧窝。对比不同工艺参数下,YG8与DC53钢真空钎焊接头的微观组织及力学性能,得出采用Cu58Zn/Cu/Ag45Cu复合钎料,钎焊温度900℃,保温时间20min,接头剪切强度为157MPa。
郝晓虎[2]（2020）在《TC4钛合金/304不锈钢薄板钨极氩弧焊接头组织及性能研究》文中研究说明钛合金/不锈钢复合结构具有钛合金比强度高、耐蚀性好和不锈钢价格低廉等优点,能够充分满足现代制造业结构减重和功能多样化要求的同时兼顾经济性,在航空航天、能源化工、发动机以及生物医学等领域具有重要的应用价值。目前钛/钢异种金属熔化焊研究主要集中于激光焊和电子束焊等高能束焊接领域。然而高能束焊接技术及设备复杂、生产成本高,更适用于高附加值的特定对象的小批量生产。相比之下,钨极氩弧焊接头焊接质量高、操作简便、生产成本低,能灵活适应不同的焊接位置和焊接工况,是目前生产制造过程中应用最为广泛的熔化焊技术之一。因此研究开发钛合金与不锈钢的高质量钨极氩弧焊工艺,有利于促进钛/钢异种金属复合结构的推广和应用。然而钛合金与不锈钢物理化学性质差异大,接头中易生成脆性金属间化合物,焊接残余应力高,焊缝易开裂。本文采用1 mm厚TC4钛合金与304不锈钢薄板为主要研究对象,重点探究接头连接模式随焊接工艺的演变规律、焊丝合金元素对界面金属间化合物种类和形态分布的影响机制、接头残余应力的分布特点等关键问题,其研究结果对于不同厚度的钛合金与钢熔化焊连接均具有重要的理论价值和指导意义。本文的主要研究内容及结论如下:（1）首先研究了焊接电流对TC4钛合金/304不锈钢熔化焊接头成形、界面区微观组织及接头力学性能的影响。试验表明,焊缝中大量生成的TiFe2脆性相导致无填丝TC4钛合金/304不锈钢熔化焊接头难以成形,焊后即开裂。采用纯铜焊丝能够有效抑制焊缝中生成TiFe和TiFe2脆性相,避免接头焊后开裂。随焊接电流增加,TC4钛合金/304不锈钢接头连接模式由小电流焊接工艺下的钎焊模式逐渐转变成部分熔焊和完全熔焊模式。在小电流钎焊模式下,接头中TiFe2脆性相被完全抑制,钛/铜界面生成脆性较低的Ti2Cu、TiCu、AlCu2Ti、TiCu4和Ti2Cu3等金属间化合物,接头抗拉强度达到261 MPa。焊接电流升高时,α-（Fe,Cr）固溶体与铜固溶体在铜/钢界面区犬牙交错产生机械互锁效应,接头抗拉强度达到363 MPa。焊接电流增加至60A以上,TiFe2脆性相在铜/钢界面大量生成并呈网状分布,降低了接头抗拉强度。（2）熔合界面区中脆性金属间化合物的生成和控制是影响TC4钛合金/304不锈钢异种金属熔化焊接头力学性能的关键因素。因此,调控金属间化合物的种类,降低接头界面区金属间化合物脆性,就成了改善接头组织及性能的重要途径。本文采用铜合金焊丝焊接钛合金与不锈钢,揭示了铜基焊丝中Si、Al、Ni合金元素对界面区金属间化合物生成和接头力学性能的影响规律。小电流焊接工艺下,Si元素在钛/铜界面区边缘形成带状Ti5Si3相,阻碍了钛/铜界面区和焊缝之间的元素扩散,减少了界面区中的TiCu枝晶相;焊丝中加入Al元素,钛/铜界面区生成AlCu2Ti相,界面区硬度降低。Si、Al元素促进了铜/钢界面处的原子扩散,扩散层厚度显着增加。焊接电流升高时,合金元素的影响被弱化,TiFe2脆性相在界面区中大量生成,成为制约接头抗拉强度提升的主要因素。（3）小电流焊接工艺下Ni元素能促进铜/钢界面形成固溶体,接头抗拉强度随Ni含量增加而升高。熔焊模式下,Ni元素能够细化铜/钢界面区中的TiFe2脆性相。Ni含量增加至30 wt.%时,铜/钢界面区形成富铜γ-（Fe,Ni）固溶体,抑制了 TiFe2脆性相的连续分布,接头抗拉强度达到413 MPa。（4）为进一步揭示TC4钛合金/304不锈钢熔化焊接头界面冶金反应顺序及合金元素对金属间化合物生成的影响,本文基于Miedema理论,建立了形成焓△H、吉布斯自由能G和化学势μi的预测模型。热力学计算结果表明:Si、Al、Ni元素优先与Ti发生反应,抑制了钛/铜界面区中TiFe和TiFe2脆性相的生成。Si、Al、Ni合金元素在化学势驱动下向不锈钢基体扩散,界面扩散层厚度增加。（5）除界面脆性金属间化合物之外,较高的残余应力是制约TC4钛合金/304不锈钢熔化焊接头力学性能的另一个重要因素。本文采用有限元计算方法研究了焊接电流和填充金属对TC4钛合金/304不锈钢钨极氩弧焊接头残余应力分布的影响。计算结果表明:填充纯铜焊丝后,相比无填丝焊接头,高应力区转移至焊缝两侧的热影响区,焊缝中纵向残余应力显着降低。焊接电流升高时,细小金属间化合物在焊缝中产生弥散强化,导致焊缝中纵向残余拉应力增加,焊缝横向裂纹增多。采用镍基合金焊丝时,接头中Von-Mises应力显着降低,焊缝中纵向残余应力远低于焊缝金属抗拉强度,有利于抑制焊缝中的横向裂纹。（6）根据残余应力有限元计算结果,设计了 TC4钛合金/304不锈钢熔焊用Cu+Ni复合填充层,获得了 TC4钛合金/Cu包覆层/镍基焊缝/304不锈钢异种金属复合结构,扩大了焊接工艺窗口,抑制了焊缝中的横向裂纹。Cu中间层可以降低钛合金母材的熔化量,减少钛侧界面区中的脆性金属间化合物。采用Cu+Ni复合填充层,钛侧界面区生成β-Ti、Ti2Ni、TiNi、TiNi3金属间化合物和（Cr,Mo）固溶体;焊接电流升高,钛侧界面区中形成Ti（Fe,Cr,Ni）2和Ni-Fe-Cr-Ti多元化合物。镍基合金焊缝与不锈钢之间形成FeCrNi固溶体,无脆性金属间化合物生成。所有接头均断裂于钛侧界面区,接头抗拉强度均值可达432 MPa,单个试样抗拉强度最高可达485 MPa。
付林玲[3]（2020）在《泡沫镍复合中间层钎焊W-Cu与1Cr18Ni9钢接头组织与性能研究》文中认为W-Cu作为具有良好综合性能的一种新型复合材料,被广泛应用于机械工程、电子信息、航空航天等场景中。在实际应用过程中,需要与1Cr18Ni9钢进行连接,但是得到的焊缝组织分布不均匀,钎缝界面应力集中。泡沫金属作为由于其独特的网状结构以及较好的抗冲击性能,在各科领域受到广泛研究。本文采用金属泡沫镍中间层复合Ag Cu Ti钎料实现W-Cu复合材料与1Cr18Ni9钢的真空钎焊连接。分别采用孔隙率为30%与90%的泡沫镍中间层复合Ag Cu Ti钎料对W-Cu复合材料与1Cr18Ni9不锈钢进行真空钎焊连接。利用OM、SEM、EDS、XRD、ANSYS等手段对接头微观组织、元素扩散、断裂特征、弯曲强度以及应力分布进行研究分析,研究W-Cu/Ag Cu Ti+泡沫Ni/1Cr18Ni9钢钎焊接头的连接机理,建立微观组织与力学性能、应力分布的联系。采用30%孔隙率泡沫复合中间层得到的钎焊接头,界面结合良好,钎缝主要由均匀分布的Cu-Ni-Ti rich增强相、Ag-Cu共晶组织与Ti（W）、Ni（W）固溶体组成,在不锈钢侧扩散层形成少量Cu Ti、Fe2Ti相,接头弯曲强度达到590MPa。断裂发生在钎缝与不锈钢钎焊界面,断面上出现较多深度较浅的韧窝,周围伴有撕裂纹,分析认为是不锈钢界面脆性断裂与钎缝固溶相延性断裂的混合断裂。钎缝区的显微硬度略低于两侧母材,整体呈V型规律分布。采用90%孔隙率泡沫复合中间层得到的钎焊接头界面连续、完整,但在钎缝中存在少量不规则裂纹与细小孔洞,钎缝主要由富Cu固溶相、Ag-Cu共晶组织、Ti（W）、Ni（W）固溶相与相对少量不规则的Cu-Ni-Ti rich相组成,在不锈钢界面形成多层金属间化合物（Cu Ti,Fe2Ti、Cr2Ti）,接头弯曲强度为530MPa。钎缝区显微硬度较低,明显低于两侧母材,断裂位置同样在在钎缝与不锈钢界面,是典型的脆性断裂,说明不锈钢界面是接头的薄弱区域。在组织分析的基础上,对泡沫复合中间层钎焊W-Cu与1Cr18Ni9钢接头的应力分布进行研究。通过有限元模拟分析可知,两种孔隙率下的钎焊接头应力分布规律类似,在不锈钢与钎缝连接界面处发生应力集中情况,并在不锈钢棱边处出现最大轴向拉应力,裂纹容易在此处萌生;随着距钎缝距离越远,残余应力值急剧减小;30%孔隙率泡沫复合中间层钎焊接头中最大等效应力值低于90%泡沫复合中间层钎焊接头最大等效应力值,与实际获得的钎焊接头性能、断裂位置相吻合。
刘甲坤[4]（2019）在《DD3镍基高温合金与Ti3AlC2陶瓷扩散连接工艺及机理研究》文中指出DD3镍基高温合金兼有低廉的制造成本和优异的高温性能,在航空航天热端部件的制备领域贡献巨大。Ti3AlC2陶瓷作为新型纳米层状陶瓷的典型代表,在物理性能方面也有其独特的优势。为了发挥两类材料性能方面的长处,拓宽其应用领域,将两类材料连接到一起具有重大意义,也是本论文研究的出发点。考虑到DD3合金和Ti3AlC2陶瓷物理性能的巨大差异,本研究中采用扩散连接技术对两者进行连接。添加Ni中间层对两者进行了扩散连接,并分析了接头界面结构及形成机理。采用第一性原理的计算方法研究了DD3合金中的元素扩散行为。计算了Ti3AlC2陶瓷中的空位形成倾向性和Ni取代行为对体系稳定性的影响。结合残余应力的计算解释了中间层设计对接头性能的影响,优选出了适用于DD3合金与Ti3AlC2陶瓷扩散连接的Ni/TiAl/Ti/Ni的复合中间层。首先对DD3合金与Ti3AlC2陶瓷进行了扩散连接的研究,并分析了接头界面形貌及形成机理。DD3合金中的Ni向Ti3AlC2陶瓷中的扩散促进了接头的形成,近DD3侧合金元素大量富集,元素含量在接头界面处台阶式变化,弱化了界面的结合,接头抗剪强度仅为38.6MPa。采用Ni作为中间层对DD3合金与Ti3AlC2陶瓷进行了扩散连接,分析了接头的界面结构及形成机制。DD3合金中γ’相形成元素Al、Ti的扩散行为,促使了近Ni界面处Diffusion Zone I的形成,在扩散连接温度较低时该区域Al、Ti原子主要通过固溶的方式存在且含量梯度变化。Ti3AlC2陶瓷与Ni的相互扩散形成了Diffusion Zone II,其中近界面处Ni中间层侧形成了γ’-Ni3（Al,Ti）相,近界面处Ti3AlC2陶瓷侧发生失稳分解并形成了Al Ni2Ti+Ti C相,且新相满足Al Ni2Ti（111）//Ti C（111）,Al Ni2Ti[110]//Ti C[110] 。计算了Ni在Ti3AlC2陶瓷中的扩散系数。对比分析了扩散连接温度对DD3/Ti3AlC2接头性能的影响,当温度过低和过高时接头中均有缺陷形成。采用ABAQUS有限元方法计算了DD3/Ti3AlC2接头中的残余应力分布,对比分析了未添加中间层与添加Ni中间层的扩散连接接头中残余应力的变化规律。研究了DD3合金中的元素扩散行为,并计算了其中Ni基体和γ’相中的元素扩散系数。DD3合金中Ni基体的自扩散满足替位扩散机制,对应的空位形成能ΔHvacf为1.644e V,空位迁移能ΔHvacm为1.069e V,扩散激活能Q为2.713e V,并计算了其自扩散系数。Ni基体中γ’相形成元素Al、Ti的扩散遵循五重跳跃模型,对应的扩散激活能Q分别为3.003e V和3.035e V。计算了γ’相中空位缺陷和反位置原子缺陷的形成能,证实反位置原子缺陷浓度最高,Al空位缺陷浓度最低。由于反位置Al原子的存在,促进了γ’相中Ni的扩散,计算得到的Al和Ti在γ’相中的扩散系数比率为0.170.26。通过第一性原理计算方法获得了Ti3AlC2陶瓷的晶格参数、体模量、电子结构和晶格振动行为等信息。Ti3AlC2陶瓷的电子结构和晶格振动行为的结果表明Ti3AlC2陶瓷优异的导电性主要由Ti原子贡献,且在c轴方向上具有更好的导热性。计算了Ti3AlC2陶瓷完美晶胞和在不同原子层位置带单空位体系的结合能和形成能,发现Al原子位置空位形成能Ec1VAl为-7.869e V,考虑到Al空位具有最低的空位迁移能,证明Ti3AlC2陶瓷中最容易形成Al空位缺陷。计算了Ti3AlC2陶瓷中不同原子层位置的Ni取代行为,结果表明Al原子层位置的Ni取代形成能ΔEVAl（Ni）最低为1.369e V,并发现Ni的取代弱化了体系的稳定性。选用Ni/TiAl的复合中间层扩散连接DD3合金与Ti3AlC2陶瓷,由于Ti3AlC2陶瓷与TiAl之间残余应力较大,导致了接头的失效。为了优化Ti3AlC2陶瓷侧界面结合,分别对比了添加TiAl/Ni中间层、添加TiAl/Ti/Ni复合中间层和添加TiAl/Zr/Ni复合中间层的影响,对所获得的TiAl/Ti3AlC2界面结构进行分析,并阐述了形成机理。采用TiAl/Ti/Ni复合中间层所获得的TiAl/Ti3AlC2界面具有最优的力学性能。通过设计添加不同中间层所获得的TiAl/Ti3AlC2界面均在近Ti3AlC2陶瓷侧发生断裂,说明该区域应力集中明显,并影响了界面结合的最终性能。比较了采用不同中间层的扩散连接接头中残余应力的变化规律,揭示了中间层优化设计对DD3/Ti3AlC2接头力学性能的影响机制。采用优选的Ni/TiAl/Ti/Ni复合中间层对DD3合金与Ti3AlC2陶瓷进行了扩散连接,获得了界面结合良好的DD3/Ti3AlC2接头。对比了不同中间层设计和DD3合金不同面族作为其余两组外端面的结果。设计采用Ni/TiAl/Ti/Ni复合中间层,选取{110}面族作为与Ti3AlC2陶瓷连接的DD3合金的其余两组外端面,该工艺条件下所获得DD3/Ti3AlC2接头的抗剪强度可达98.2MPa,与添加Ni中间层的扩散接头相比性能提升14%。
乌彦全,周军,张春波,梁武[5]（2019）在《Ti-Al系金属间化合物焊接技术研究现状》文中研究说明Ti-Al系金属间化合物作为航空发动机用最具潜力的轻质耐高温结构材料,具有低密度、低热膨胀率、高热导率及耐热温度高等特点,将可能替代现有钛合金、镍基高温合金材料成为航空发动机压气机低温或高温部件重要制造材料。简要介绍Ti-Al系金属间化合物的性能特点,概述了Ti3Al、TiAl、Ti2AlNb等典型Ti-Al系金属间化合物焊接技术的研究应用,最后总结和展望了Ti-Al系金属间化合物的高质量焊接技术及在航空发动机领域的应用。
娄立[6]（2019）在《TiAl合金与Ni基高温合金用钛基钎料及其钎焊技术研究》文中研究表明TiAl合金具有高比刚度、高比强度以及优异的抗氧化性能和良好的高温力学性能,是目前具有潜力取代镍基高温合金和耐热钢的理想的轻质高温结构材料。与Ni基高温合金相比,TiAl合金的密度仅为其一半,用它取代部分Ni基高温合金应用于航空、航天飞行器可以显着减轻飞行器的重量,进而增加工作效率和降低燃油消耗。钎焊被认为是实现TiAl合金与Ni基高温合金连接较为有效的方法。本课题主要是研制一种适合TiAl合金和GH536镍基高温合金钎焊用的新型低熔点钛基钎料合金,并着重研究其钎焊连接技术。研究了新型钛基钎料的钎焊工艺特性及相应钎焊工艺参数对TiAl合金与Ni基高温合金钎焊接头的显微组织和力学性能的影响规律,阐明了钎焊接头显微组织的形成机理。研制了Ti-30Zr-10Fe-5Cu-4Ni-3Co-2Mo（wt.%）钎料合金,运用SEM、EDS、XRD和DSC等对钎料合金的显微组织、熔化特性和润湿铺展性进行检测分析。结果表明,快速凝固技术制备的钎料合金箔带组织均匀、元素分布均匀,具有较低的固液相线以及窄的熔化温度区间。钎料的润湿铺展面积都随着试验温度和保温时间的增大而增大。钎焊接头由TiAl合金一侧到GH536合金一侧的典型界面组织包括Ⅰ层（Ti3Al+TiAl）、Ⅱ层（Al3NiTi2）、Ⅲ层(以AlNi2Ti为主,并含有富铬（Cr,Ni,Fe）ss、富镍（Cr,Ni,Fe）ss和（Ni）ss+TiNi3)和Ⅳ层(以富铬（Cr,Ni,Fe）ss为主,并含有富镍（Cr,Ni,Fe）ss、AlNi2Ti和（Ni）ss+TiNi3)。钎焊温度对TiAl合金和GH536合金在熔融钎料中的溶解程度以及Al、Cr、Fe等元素在钎焊缝中的含量及分布有着明显影响,是钎焊接头界面显微组织的主要决定因素。钎焊过程中,TiAl/钎料界面处Ⅰ层首先生成,与此同时在钎料/GH536界面处形成富镍（Cr,Ni,Fe）ss层;随着合金元素的进一步扩散,在Ⅰ层远离TiAl合金一侧依次生成Ⅱ层和Ⅲ层,GH536合金界面处富镍（Cr,Ni,Fe）ss层转变为富铬（Cr,Ni,Fe）ss层,即Ⅳ层形成。钎焊接头的室温抗剪强度随着钎焊温度或保温时间的增加都呈现先增大后减小的趋势,在钎焊温度1150℃保温10 min获得最大抗剪强度183 MPa。研究发现,钎焊接头经抗剪强度测试后的断口呈脆性断裂,裂纹起源于Ⅱ层并在其中扩展,同时有部分裂纹扩展到Ⅰ层和Ⅲ层,断口表面的主要产物为Al3NiTi2金属间化合物。钎焊接头的硬度分布曲线大致呈“M”型,且随着钎焊温度的升高越来越趋于平缓状态。
郭沁涵[7]（2015）在《辅助脉冲电流扩散焊连接陶瓷基复合材料的界面行为》文中认为Ti（C,N）陶瓷基复合材料具有很高的硬度和耐磨性,兼具良好的抗氧化性及化学稳定性,作为刀具材料和高温结构材料应用前景广泛。其机加工性能差,难以制造复杂构件,与金属材料连接时接头存在较大的热应力,接头强度较低。辅助脉冲电流扩散连接通过电阻热效应产生界面高温,使陶瓷与钢等金属材料在基体低温状态形成致密结合,接头热应力大幅降低,接头强度显着提高。采用Cu-Ti非晶/Cu/Ag-Cu复合层对Ti（C,N）-Al2O3/40Cr进行了辅助脉冲电流扩散连接。结果表明,典型接头组织结构为:Ti（C,N）-Al2O3/Cu基固溶体+Cu4Ti+Cu3Ti2/Cu基固溶体+Cu4Ti3/Cu基固溶体/Cu/Fe基固溶体/40Cr钢。保温时间对接头界面的组织与性能有一定的影响,占空比对接头的组织与性能影响较大。在焊接温度为850℃、保温10min、脉冲占空比为12（on）:2（off）条件下接头的四点弯曲强度最大,为236MPa。试验研究了Ti（C,N）-Al2O3/Cu53Zr47/Cu/Cu53Zr47/Ti（C,N）-Al2O3辅助脉冲电流扩散连接的接头界面行为与性能。结果表明,活性元素Zr对Ti（C,N）-Al2O3陶瓷基复合材料有良好的润湿反应性能,热力学计算表明Zr扩散至Ti（C,N）-Al2O3陶瓷基复合材料与其中的Al2O3发生置换反应,将Al原子的活性激发出来,增强了Al元素的扩散能力,并生成了ZrO2相;焊接温度为930℃、保温6min时接头四点弯曲强度最高,达432.8MPa。焊接温度过高将引起组织分层的增多,脆性化合物层变厚,接头抗弯强度降低;接头断裂失效主要是因为接头中存在较大的焊接残余应力与脆性化合物层,α-Zr相与CuZr2金属间化合物构成的组织为焊缝中的薄弱区域。通过对Ti（C,N）-Al2O3与40Cr进行以Ag-Cu-Ti/Cu/Ag-Cu及Ag-Cu-Zr/Cu/Ag-Cu为复合中间层的辅助脉冲电流扩散连接试验,重点分析研究元素行为、接头强度及工艺参数对接头强度的影响。结果表明:Zr元素表现出与采用Cu53Zr47非晶相似的扩散反应行为;焊接温度、保温时间与接头四点弯曲强度均遵循抛物线规律;采用Ag-Cu-Zr的焊接接头四点弯曲强度普遍高于采用Ag-Cu-Ti的接头强度,焊接温度为750℃、保温5min条件下采用Ag-Cu-Zr合金箔时接头抗弯强度最大,达275.1MPa。在焊接温度为850℃、保温10min条件下对Zr/Cu/Ti扩散偶进行了辅助脉冲电流扩散连接,获得了界面结合致密且扩散溶解层较厚的焊缝;在同样的焊接工艺参数下,扩散过渡层厚度Cu/Zr侧比Cu/Ti侧更大,说明Zr在Cu中的扩散能力比Ti更强。保温时间对Zr/Cu/Ti扩散偶界面行为的影响较大:保温时间较短时,元素扩散不充分,界面反应程度较低,因此界面的冶金结合不够致密,形成的扩散溶解层也较窄;延长保温时间,元素有足够的时间进行充分的扩散,并参与界面反应导致扩散溶解层厚度的增加。
于连震[8]（2014）在《钛合金与钢连续驱动摩擦焊工艺研究》文中认为钛合金和TiAl基合金分别具有比强度高、耐高温、耐蚀性好以及密度低、硬度高、高温性能好等特点,主要应用于航空航天、船舶、化工及汽车等领域。不过钛合金价格较为昂贵,TiAl合金制造工艺复杂,影响其推广应用。而钛合金与钢异种金属结构可简化制造工艺,降低成本,受到广泛青睐。本文即针对钛合金及TiAl合金与钢摩擦焊进行工艺研究,并通过焊后热处理改善接头微观结构及力学性能,提高焊接接头质量。试验结果发现,TC4钛合金／40Cr钢接头在焊态下的抗拉强度高达766MPa,断裂于钢母材侧,断裂类型为韧性断裂。经600℃保温0.5h和2h热处理后,抗拉强度分别为675MPa和735MPa,均断裂于接头界面层处,为准解理断裂。接头在焊态和600℃保温0.5h下弯曲角度分别为9.6°和10.6°,600℃保温2h下弯曲角度则达到32.5°。焊态下界面层附近生成马氏体和少量粗大铁素体组织；经焊后热处理,界面层附近形成索氏体组织,600℃保温0.5h后,TiC脆性相生成于界面层,导致接头力学性能降低。保温2h时,晶粒较为细小,碳化物均匀析出,未生成TiC脆性相,保证了焊接接头良好的综合力学性能。焊态下界面层处显微硬度较高,随着热处理保温时间增加,界面层硬度逐渐降低,表明在抗拉强度降低的同时,热处理后接头弯曲韧性得到相应提高。y-TiAl合金／40Cr钢摩擦焊接试验研究发现,焊态下,碳原子富集于界面层,生成TiC相,钢侧发生马氏体转变,接头抗拉强度明显降低,同时引起焊态下界面层处显微硬度明显高于热处理时硬度。TiAl合金侧生成魏氏体及羽毛状组织。焊态时,接头抗拉强度为86MPa,断裂于界面层。经580℃和630℃保温2h热处理后,接头抗拉强度分别提高至395MPa和330MPa,断裂于TiAl合金侧距离焊缝1mm处,为准解理断裂。经焊后热处理,碳原子弥散分布于界面层,未出现TiC脆性相,钢侧生成回火索氏体组织,使接头得到强化。TiAl合金侧组织发生细化,细小晶粒弥散分布于片层状组织中,提高了接头拉伸性能。由TiAl合金/42CrMo钢摩擦焊工艺试验结果可知,经580℃保温2h热处理后,TiAl合金/42CrMo钢接头抗拉强度高达405MPa,断裂于TiAl合金侧。而焊态下接头在进行样品制备时即断裂。XRD检测分析表明,TiFe2、TiAl及少量TiC相生成于界面层,界面层厚度为2-5μm,析出相平均尺寸为1μm,在界面层呈不连续分布。
匡泓锦[9]（2014）在《液—固扩散焊复合连接Ti（C,N）与40Cr》文中研究指明Ti（C,N）基金属陶瓷是在TiC基金属陶瓷的基础上发展起来的高性能新型金属陶瓷，研究Ti（C,N）基金属陶瓷与钢等异种材料的连接技术具有深远的意义。本文对Ti（C,N）基金属陶瓷与40Cr钢进行了液-固扩散连接、辅助脉冲电流低温扩散连接试验，通过扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）等设备研究了两种扩散连接方法中工艺参数对接头界面微观组织的影响及两种扩散方法的对比。Ti（C,N）/Ag-Cu-Ti/Cu复合层/40Cr液-固扩散连接，研究保温时间和压力的不同对连接接头微观组织和性能的影响，并研究连接接头界面的形成机理。结果表明，随着压力和保温时间的逐渐增大扩散层宽度也逐渐变宽，随后则形成紧密的接头组织。加热温度880℃、保温时间60min、压力10MPa时，金属陶瓷侧界面主要为Ti2Cu、Ag基固溶体、（Cu，Ni）固溶体；40Cr钢界面主要为Fe基固溶体。Ti（C,N）/Ag-Cu-Ti/Cu/Ag-Cu/40Cr辅助脉冲电流低温扩散连接，研究保温时间变化对接头微观组织的影响，并对金属陶瓷侧断口进行了分析。结果表明，连接温度750℃、保温时间5min、连接压力1MPa时，焊后的接头组织主要组成：Ti（C,N）基体/Ti基固溶体+TiCu化合物/Cu基固溶体和AgCu共晶组织；相比于液-固扩散连接降低了连接时的所需的温度，并在低温的基础上实现了界面高温-基体低温的温差的焊接方式，一定程度的避免了高温焊接时产生的较大热应力，削弱了接头处陶瓷侧的拉应力集中，显着提高了焊后冷却速度，减少了能量消耗，缩短了焊接周期，并提高了焊接效率。Ti（C,N）/Ag-Cu-Zr/Cu/40Cr液-固扩散连接，研究温度和保温时间改变对接头微观组织的影响。结果表明：连接温度950℃、保温时间60min、连接压力10MPa时，金属陶瓷侧界面主要为：ZrO2、Cu2（Zr,Ti）等，Zr对Ti（C,N）陶瓷基体具有良好的润湿反应能力。Ag-Cu-Zr钎料中的Zr扩散至陶瓷基体与陶瓷相反应生成了Zr（C,N）；与Al2O3发生置换反应使Al原子扩散消失；Zr通过与陶瓷相和金属相的作用，降低了原子在其中的扩散，使得Ag、Cu能够扩散进入陶瓷基体，并形成了类似于陶瓷基体的连接界面。
林红香[10]（2014）在《Ti（C,N）/中间层/40Cr瞬间液相扩散焊研究》文中研究指明Ti（C,N）基金属陶瓷因其具备高硬度、强度、耐磨性，良好的化学稳定性和抗蠕变性能，常被用在机械、冶金多种行业和领域。但是它脆性大、韧性及耐冲击能力差，难于制成尺寸大，形状复杂的构件。所以实现Ti（C,N）基金属陶瓷与40Cr钢的可靠连接意义重大。本课题分别进行了Ti（C,N）/Zr/Cu/Zr/40Cr瞬间液相扩散焊试验、Zr/Cu/Zr瞬间液相扩散连接Ti（C,N）陶瓷基体试验和Ti（C,N）/Zr/Cu/AgCu/40Cr瞬间液相扩散焊试验三部分试验。并利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和电子万能材料试验机等对接头区域微观形貌、界面组织、力学性能及断口形貌等进行分析，研究了不同工艺参数对接头微观组织及力学性能的影响。Ti（C,N）/Zr/Cu/Zr/40Cr瞬间液相扩散焊试验，研究了接头微观组织特征和界面元素扩散行为，以及保温时间对接头界面微观组织的影响。结果表明：Cu-Zr发生共晶反应形成过渡液相，使Fe、Zr、Cu、Ti等元素在界面区域发生相互扩散，形成界面过渡层，接头抗弯强度可达136MPa，但是接头40Cr侧生成FeZr2和Fe3Zr脆性金属间化合物，致使界面结合薄弱；随着保温时间的延长，接头界面各元素的互扩散充分，Cu-Zr液相区变宽，界面过渡均匀，结合致密。Zr/Cu/Zr瞬间液相扩散连接Ti（C,N）陶瓷基体试验，重点研究了保温时间对元素扩散及界面反应产物的影响。结果表明：在特定焊接工艺条件下，界面处元素Ti、Al、Zr、Cu发生互扩散，形成以Ti（C,N）/CuZr2+CuZr+ZrO/Cu为主要组织的过渡型界面，接头最高弯曲强度可达320MPa；最优工艺参数为950℃、3MPa下，保温时间15min30min，此时界面组织均匀致密，可获得力学性能较高的焊接接头。Ti（C,N）/Zr/Cu/AgCu/40Cr瞬间液相扩散焊试验，分析了接头微观组织并研究焊接温度、保温时间变化对接头界面微观组织的影响，通过弯曲强度对比研究接头断裂机制并确定最佳工艺参数范围。结果表明：界面处Ti、Al、Zr、Cu、Ag发生互扩散，形成以CuZr2和CuZr混合形态存在的界面过渡区；在加热温度980℃、施加3MPa压力，保温时间30min时平均接头强度达到最大值221MPa，元素扩散反应区的宽度可达16μm左右，此工艺规范断裂方式为焊缝与Ti（C,N）界面交替扩展的混合型断裂，可以实现Ti（C,N）基金属陶瓷与40Cr钢的可靠性连接。
二、Interface microstructure and formation mechanism of diffusion-bonded joints of TiAl to steel 40Cr（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Interface microstructure and formation mechanism of diffusion-bonded joints of TiAl to steel 40Cr（论文提纲范文）
（1）YG8与DC53钢真空钎焊接头微观结构及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 硬质合金与钢的焊接性 |
| 1.2.1 硬质合金的特点 |
| 1.2.2 DC53冷作模具钢的特点 |
| 1.2.3 硬质合金与钢焊接的特点 |
| 1.3 硬质合金和钢的焊接研究现状 |
| 1.3.1 钎焊 |
| 1.3.2 扩散焊及摩擦焊 |
| 1.3.3 熔焊 |
| 1.4 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 试验材料及研究方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 试验母材 |
| 2.1.2 钎料 |
| 2.2 真空钎焊设备及工艺 |
| 2.2.1 真空钎焊设备 |
| 2.2.2 钎焊前期准备 |
| 2.2.3 真空钎焊工艺参数 |
| 2.3 试验及研究方法 |
| 2.3.1 钎焊接头试样的制备 |
| 2.3.2 钎焊接头的微观组织研究 |
| 2.3.3 钎焊接头的剪切强度及断口形貌特征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 单一钎料钎焊YG8/DC53接头的组织性能 |
| 3.1 YG8/DC53接头的显微组织特征 |
| 3.1.1 S201钎料钎焊接头的组织 |
| 3.1.2 纯铜钎料钎焊接头的组织 |
| 3.1.3 BNi2钎料钎焊接头的组织 |
| 3.1.4 不同钎料接头的显微硬度 |
| 3.2 钎焊温度对S201钎料接头组织性能的影响 |
| 3.2.1 钎焊温度对接头组织的影响 |
| 3.2.2 钎焊温度对接头显微硬度的影响 |
| 3.3 S201钎焊接头的组织演变 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 复合钎料钎焊YG8/DC53接头的组织性能 |
| 4.1 Cu58Zn/Ag45Cu钎料YG8/DC53接头的组织性能 |
| 4.1.1 YG8/DC53接头的组织特征 |
| 4.1.2 YG8/DC53接头的显微硬度 |
| 4.1.3 YG8/DC53界面结合机理 |
| 4.2 Cu58Zn/Cu/Ag45Cu钎料YG8/DC53接头的组织性能 |
| 4.2.1 不同钎焊温度下接头的组织特征 |
| 4.2.2 不同钎焊温度下接头的显微硬度 |
| 4.2.3 钎焊接头组织演变机理 |
| 4.3 Cu58Zn/BNi2/Ag45Cu钎料YG8/DC53接头的组织性能 |
| 4.3.1 YG8/DC53接头的显微组织 |
| 4.3.2 YG8/DC53接头的显微硬度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 YG8/DC53接头剪切强度及断裂特征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单一钎料YG8/DC53接头的强度及断裂特征 |
| 5.2.1 单一钎料YG8/DC53接头的剪切强度 |
| 5.2.2 单一钎料YG8/DC53接头断口形貌 |
| 5.3 复合钎料YG8/DC53接头剪切强度及断裂特征 |
| 5.3.1 复合钎料YG8/DC53接头的剪切强度 |
| 5.3.2 复合钎料YG8/DC53接头的断口形貌 |
| 5.3.3 纯Cu中间层对YG8/DC53接头的作用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）TC4钛合金/304不锈钢薄板钨极氩弧焊接头组织及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 钛合金/钢异种金属焊接性分析 |
| 1.3 钛合金与钢异种金属连接研究现状 |
| 1.3.1 爆炸焊 |
| 1.3.2 摩擦焊 |
| 1.3.3 扩散焊 |
| 1.3.4 钎焊 |
| 1.3.5 高能束焊 |
| 1.3.6 电弧焊 |
| 1.4 合金元素对异种金属接头组织性能的影响 |
| 1.5 异种金属接头残余应力研究现状 |
| 1.6 问题提出及本文主要研究内容 |
| 2 试验材料与方法 |
| 2.1 母材 |
| 2.2 焊接材料的选取 |
| 2.3 试验设备和工艺方法 |
| 2.4 焊接接头性能测试分析 |
| 2.4.1 微观组织分析 |
| 2.4.2 力学性能评价 |
| 2.5 TC4/304SS异种金属接头温度场及应力场模拟计算 |
| 2.5.1 有限元模型构建与网格划分 |
| 2.5.2 材料热物理性能 |
| 2.5.3 有限元计算验证 |
| 3 填充纯铜焊丝的TC4/304SS接头微观组织与力学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 无填丝TC4/304SS钨极氩弧焊接头成形分析 |
| 3.3 填充纯铜焊丝的TC4/304SS接头微观组织及力学性能演变 |
| 3.3.1 接头成形及宏观形貌 |
| 3.3.2 微观组织 |
| 3.3.3 显微硬度分布 |
| 3.3.4 抗拉性能及断裂分析 |
| 3.4 填充纯铜焊丝的TC4/304SS接头连接机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 焊丝合金成分对TC4/304SS接头组织及性能影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Si元素对TC4/304SS接头组织及性能的影响 |
| 4.2.1 Si元素对TC4/304SS接头微观组织的影响 |
| 4.2.2 Si元素对TC4/304SS接头显微硬度分布的影响 |
| 4.2.3 Si元素对TC4/304SS接头抗拉性能的影响 |
| 4.3 Al元素对TC4/304SS接头组织及性能的影响 |
| 4.3.1 Al元素对TC4/304SS接头微观组织的影响 |
| 4.3.2 Al元素对TC4/304SS接头显微硬度分布的影响 |
| 4.3.3 Al元素对TC4/304SS接头抗拉性能的影响 |
| 4.4 Ni元素对TC4/304SS接头组织及性能的影响 |
| 4.4.1 Ni元素对TC4/304SS接头微观组织的影响 |
| 4.4.2 Ni元素对TC4/304SS接头显微硬度分布的影响 |
| 4.4.3 Ni元素对TC4/304SS接头抗拉性能的影响 |
| 4.5 基于Miedema模型的TC4/304SS接头冶金反应热力学分析 |
| 4.5.1 形成焓和吉布斯自由能预测模型 |
| 4.5.2 TC4/304SS熔焊接头冶金反应热力学分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 TC4/304SS钨极氩弧焊接头应力场有限元分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 TC4/304SS钨极氩弧焊接头开裂分析 |
| 5.3 焊接热弹塑性有限元分析理论基础 |
| 5.3.1 焊接热传导分析理论 |
| 5.3.2 热弹塑性应力-应变本构关系 |
| 5.3.3 焊接应力场计算平衡方程 |
| 5.4 无填丝焊TC4/304SS接头温度场及应力场计算 |
| 5.4.1 温度场计算 |
| 5.4.2 应力场计算 |
| 5.5 填充纯铜焊丝TC4/304SS接头应力场分布 |
| 5.5.1 温度场计算 |
| 5.5.2 应力场计算 |
| 5.6 焊缝金属强化对TC4/304SS接头应力的影响 |
| 5.7 镍基合金中间层对TC4/304SS接头焊接残余应力的影响 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 TC4/304SS异种金属熔焊接头复合填充层设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 TC4/304SS异种金属接头Cu+Ni复合填充层 |
| 6.2.1 复合填充层设计思想 |
| 6.2.2 界面区微观组织演变 |
| 6.2.3 界面区显微硬度分布 |
| 6.2.4 抗拉强度及断裂分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）泡沫镍复合中间层钎焊W-Cu与1Cr18Ni9钢接头组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 添加复合中间层焊接的研究现状 |
| 1.3 泡沫金属在焊接中的应用研究 |
| 1.3.1 泡沫金属的研究现状 |
| 1.3.2 泡沫金属在焊接中的应用 |
| 1.4 复合中间层钎焊接头的应力场数值模拟 |
| 1.5 本课题的研究内容 |
| 第2章 试验材料及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 真空钎焊设备 |
| 2.2.2 力学性能试验设备 |
| 2.3 试验方法与工艺参数 |
| 2.3.1 真空钎焊试验设计 |
| 2.3.2 组织分析 |
| 2.3.3 性能测试 |
| 第3章 泡沫复合中间层钎焊W-Cu与1Cr18Ni9钢接头显微结构 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 显微组织特征 |
| 3.2.1 母材显微组织 |
| 3.2.2.30%孔隙率泡沫镍复合中间层钎焊接头显微组织 |
| 3.2.3.90%孔隙率泡沫镍复合中间层钎焊接头显微组织 |
| 3.3 钎缝区元素扩散特征 |
| 3.3.1 30%孔隙率泡沫镍复合中间层钎焊接头的元素分布 |
| 3.3.2 90%孔隙率泡沫镍复合中间层钎焊接头的元素分布 |
| 3.4 物相分布构成 |
| 3.5 接头维氏硬度 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 泡沫复合中间层钎焊W-Cu与1Cr18Ni9钢接头断裂特征及连接原理 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 四点弯曲试验 |
| 4.2.1 泡沫镍复合中间层钎焊接头弯曲强度 |
| 4.2.2 宏观断裂特征 |
| 4.3 微观断口形貌 |
| 4.4 界面连接原理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 W-Cu/1Cr18Ni9钢钎焊接头应力场的数值模拟 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 W-Cu/AgCuTi+泡沫Ni/1Cr18Ni9钢钎焊接头应力有限元分析过程 |
| 5.2.1 材料物性参数确定 |
| 5.2.2 模型建立 |
| 5.3 W-Cu/AgCuTi+泡沫Ni/1Cr18Ni9钢钎焊接头应力模拟结果 |
| 5.3.1 整体应力分布情况 |
| 5.3.2 不同区域的应力分布 |
| 5.3.3 纵截面上的应力分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（4）DD3镍基高温合金与Ti3AlC2陶瓷扩散连接工艺及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 单晶高温合金的发展及连接研究现状 |
| 1.2.1 单晶高温合金的发展 |
| 1.2.2 单晶高温合金自身的连接 |
| 1.2.3 单晶高温合金与其他材料的连接 |
| 1.3 三元层状陶瓷的发展及连接研究现状 |
| 1.3.1 三元层状陶瓷的发展 |
| 1.3.2 三元层状陶瓷自身的连接 |
| 1.3.3 三元层状陶瓷与其他材料的连接 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 镍基高温合金 |
| 2.1.2 三元层状陶瓷 |
| 2.2 扩散连接试验 |
| 2.2.1 扩散连接设备 |
| 2.2.2 试样准备及装配 |
| 2.2.3 扩散连接工艺曲线 |
| 2.3 接头组织及性能表征 |
| 2.3.1 接头微观组织分析 |
| 2.3.2 接头力学性能测试 |
| 2.4 第一性原理计算方法 |
| 第3章 DD3 合金与Ti_3AlC_2 陶瓷扩散连接接头组织与性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 DD3 合金与Ti_3AlC_2 陶瓷的直接扩散连接 |
| 3.3 Ni中间层对DD3 合金与Ti_3AlC_2 扩散连接的影响 |
| 3.3.1 DD3合金与Ni中间层的扩散界面结构分析 |
| 3.3.2 Ti_3AlC_2 陶瓷与Ni中间层的扩散界面结构分析 |
| 3.4 工艺参数对DD3/Ni/Ti_3AlC_2 接头扩散过程的影响 |
| 3.5 DD3/Ni/Ti_3AlC_2 扩散连接接头残余应力分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 DD3 合金与Ti_3AlC_2 陶瓷扩散连接接头的形成机理分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 DD3合金基体相中的元素扩散行为 |
| 4.2.1 Ni的自扩散系数 |
| 4.2.2 Ni中 Al和 Ti的扩散系数 |
| 4.3 DD3合金强化相中的元素扩散行为 |
| 4.3.1 Ni_3Al相结构分析及元素扩散机制 |
| 4.3.2 Ni_3Al中 Ni和 Al的扩散系数 |
| 4.3.3 Ni_3Al中元素扩散的影响因素 |
| 4.4 Ti_3AlC_2陶瓷的平衡态晶体结构 |
| 4.4.1 基本信息 |
| 4.4.2 电子结构 |
| 4.4.3 振动行为 |
| 4.5 Ti_3AlC_2陶瓷中空位形成倾向性分析 |
| 4.5.1 点缺陷 |
| 4.5.2 单空位 |
| 4.5.3 双空位 |
| 4.5.4 空位失稳机制 |
| 4.6 Ti_3AlC_2 陶瓷中Ni取代及扩散行为 |
| 4.6.1 Ni的取代行为分析 |
| 4.6.2 Ni的扩散系数计算 |
| 4.7 DD3/Ti_3AlC_2 扩散连接接头的形成过程 |
| 4.7.1 DD3/Ni界面的扩散过程 |
| 4.7.2 Ti_3AlC_2/Ni界面的扩散过程 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 复合中间层对DD3 合金与Ti_3AlC_2 陶瓷扩散连接接头组织与性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 添加Ni/TiAl复合中间层的DD3/Ti_3AlC_2 扩散连接接头组织与性能 |
| 5.3 复合中间层的优化设计与接头组织特征 |
| 5.3.1 添加TiAl/Ni中间层的Ti_3AlC_2 陶瓷侧界面组织 |
| 5.3.2 添加TiAl/Ti/Ni中间层的Ti_3AlC_2 陶瓷侧界面组织 |
| 5.3.3 添加TiAl/Zr/Ni中间层的Ti_3AlC_2 陶瓷侧界面组织 |
| 5.3.4 复合中间层的优选 |
| 5.4 复合中间层对扩散连接接头残余应力分布的影响 |
| 5.5 添加Ni/TiAl/Ti/Ni复合中间层的DD3/Ti_3AlC_2 扩散连接接头组织与性能 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）Ti-Al系金属间化合物焊接技术研究现状（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 Ti-Al系金属间化合物 |
| 2 Ti-Al系金属间化合物国内外焊接研究现状 |
| 2.1 Ti3Al金属间化合物 |
| 2.2 TiAl金属间化合物 |
| 2.3 Ti2AlNb金属间化合物 |
| 3 结论 |
（6）TiAl合金与Ni基高温合金用钛基钎料及其钎焊技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 TiAl合金连接研究现状 |
| 1.2.1 TiAl合金熔焊连接 |
| 1.2.2 TiAl合金扩散焊连接 |
| 1.2.3 TiAl合金钎焊连接 |
| 1.3 Ni基高温合金连接研究现状 |
| 1.3.1 Ni基高温合金熔焊连接 |
| 1.3.2 Ni基高温合金扩散焊连接 |
| 1.3.3 Ni基高温合金钎焊连接 |
| 1.4 TiAl合金与Ni基高温合金的连接研究现状 |
| 1.4.1 TiAl合金与Ni基高温合金的熔焊连接 |
| 1.4.2 TiAl合金与Ni基高温合金的扩散焊连接 |
| 1.4.3 TiAl合金与Ni基高温合金的钎焊连接 |
| 1.5 研究意义和主要内容 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 钛基钎料的熔炼 |
| 2.3 箔带钛基钎料的制备 |
| 2.4 钛基钎料钎焊工艺特性的研究 |
| 2.5 钎焊试验 |
| 2.6 显微组织分析 |
| 2.6.1 金相显微镜观察 |
| 2.6.2 X射线的物相分析 |
| 2.6.3 扫描电镜观察 |
| 2.6.4 透射电镜观察 |
| 2.7 力学性能测试 |
| 2.7.1 抗剪强度测试 |
| 2.7.2 显微硬度测试 |
| 第三章 钛基钎料成分优化及钎焊工艺特性研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 钎料成分的设计与优化 |
| 3.2.1 钎料成分选择的理论依据 |
| 3.2.2 钎料成分的设计与初优化 |
| 3.2.3 钎料成分的再优化 |
| 3.3 钛基钎料的显微组织 |
| 3.4 钛基钎料的熔化特性 |
| 3.5 钛基钎料的润湿铺展性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 TiAl合金与Ni基高温合金钎焊接头的界面显微组织研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 钎焊接头典型界面显微组织 |
| 4.3 钎焊温度对钎焊接头显微组织的影响 |
| 4.4 钎焊保温时间对钎焊接头显微组织的影响 |
| 4.5 钎焊接头界面显微组织的形成机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 TiAl合金与Ni基高温合金钎焊接头的力学性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 钎焊温度对接头抗剪强度的影响 |
| 5.3 钎焊保温时间对接头抗剪强度的影响 |
| 5.4 钎焊接头的显微硬度分布 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）辅助脉冲电流扩散焊连接陶瓷基复合材料的界面行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 Ti(C,N)陶瓷基复合材料的应用与研究进展 |
| 1.2.1 Ti(C,N)陶瓷基复合材料的性能特点 |
| 1.2.2 Ti(C,N)陶瓷基复合材料的应用现状 |
| 1.2.3 Ti(C,N)陶瓷基复合材料的研究进展 |
| 1.3 陶瓷与金属焊接技术现状及发展趋势 |
| 1.3.1 钎焊 |
| 1.3.2 扩散焊 |
| 1.3.3 自蔓延高温合成焊接 |
| 1.3.4 脉冲电流热压焊接 |
| 1.4 本课题的研究方法与内容 |
| 第2章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 焊前材料的表面处理及试样装配 |
| 2.3.2 焊接工艺 |
| 2.3.3 焊接接头的性能表征 |
| 第3章 Cu73Ti27非晶/Cu/Ag-Cu复合层辅助脉冲电流扩散连接Ti(C,N)-Al_2O_3与 40Cr |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ti(C,N)-Al_2O_3/Cu73Ti27非晶/Cu/Ag-Cu/40Cr接头微观组织 |
| 3.2.1 接头微观组织分析 |
| 3.2.2 接头界面行为及界面反应产物 |
| 3.2.3 焊缝成形机理模型 |
| 3.3 焊接工艺参数对接头组织的影响 |
| 3.3.1 保温时间对接头组织的影响 |
| 3.3.2 脉冲占空比对接头组织的影响 |
| 3.4 焊接工艺参数对接头力学性能的影响 |
| 3.4.1 保温时间对接头力学性能的影响 |
| 3.4.2 脉冲占空比对接头力学性能的影响 |
| 3.5 接头断口分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Cu53Zr47非晶辅助脉冲电流扩散焊连接Ti(C,N)-Al_2O_3陶瓷的接头界面行为与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 典型接头界面微观组织分析 |
| 4.2.1 接头微观组织形貌 |
| 4.2.2 接头物相分析 |
| 4.3 扩散连接过程中元素的界面行为分析 |
| 4.3.1 界面元素扩散行为 |
| 4.3.2 界面反应的热力学分析 |
| 4.4 焊接保温温度对接头组织和性能的影响 |
| 4.4.1 焊接温度对接头组织的影响 |
| 4.4.2 焊接温度对接头力学性能的影响 |
| 4.5 焊接保温时间对接头组织和性能的影响 |
| 4.5.1 保温时间对接头组织的影响 |
| 4.5.2 保温时间对接头力学性能的影响 |
| 4.6 接头断裂机制研究 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 含Ti、Zr的Ag基活性合金箔扩散焊连接Ti(C,N)-Al_2O_3陶瓷基复合材料的工艺及接头界面反应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ag-Cu-Ti/Cu/Ag-Cu复合层连接Ti(C,N)-Al_2O_3与 40Cr的界面组织 |
| 5.2.1 界面微观形貌特征与元素行为分析 |
| 5.2.2 接头界面物相结构分析 |
| 5.2.3 保温时间对接头微观组织的影响 |
| 5.3 Ag-Cu-Ti合金箔连接接头四点弯曲强度及断口分析 |
| 5.3.1 焊接接头四点弯曲强度分析 |
| 5.3.2 断口分析 |
| 5.4 Ti(C,N)-Al_2O_3/Ag-Cu-Zr/Cu/Ag-Cu/40Cr界面微观组织及反应产物 |
| 5.4.1 界面微观组织形貌及元素分布 |
| 5.4.2 接头元素扩散反应行为 |
| 5.5 工艺参数对Ag-Cu-Zr/Cu/Ag-Cu复合层连接接头微观组织影响 |
| 5.5.1 焊接温度对界面微观组织结构的影响 |
| 5.5.2 保温时间对界面微观组织结构的影响 |
| 5.6 Ag-Cu-Zr合金箔连接接头弯曲强度分析 |
| 5.6.1 焊接温度对接头弯曲强度的影响 |
| 5.6.2 焊接保温时间对接头弯曲强度的影响 |
| 5.7 Ag-Cu-Zr合金箔连接接头断口分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 辅助脉冲电流扩散焊连接Zr/Cu/Ti扩散偶的元素扩散与界面反应研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 扩散理论 |
| 6.2.1 扩散的分类 |
| 6.2.2 扩散机制及其影响因素 |
| 6.3 Cu/Ti固相扩散界面研究 |
| 6.3.1 Cu、Ti及Cu-Ti相图 |
| 6.3.2 Cu/Ti扩散溶解层的研究 |
| 6.3.3 扩散保温时间对Cu/Ti扩散界面的影响 |
| 6.4 Cu/Zr固相扩散界面研究 |
| 6.4.1 Zr及Cu-Zr相图 |
| 6.4.2 Cu/Zr扩散溶解层的研究 |
| 6.4.3 扩散保温时间对Cu/Zr扩散界面的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）钛合金与钢连续驱动摩擦焊工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.1.1 钛合金/钢异种金属接头实用性 |
| 1.1.2 钛合金/钢异种金属焊接性 |
| 1.2 钛合金/钢异种金属焊接研究现状 |
| 1.2.1 熔化焊 |
| 1.2.2 钎焊 |
| 1.2.3 扩散焊 |
| 1.2.4 摩擦焊 |
| 1.3 研究目标及主要内容 |
| 2 实验方法及过程 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.2.1 焊前准备 |
| 2.2.2 工艺参数 |
| 2.2.3 力学性能及微观组织分析 |
| 3 TC4钛合金与40Cr钢摩擦焊工艺研究 |
| 3.1 力学性能 |
| 3.2 显微组织 |
| 3.3 断口分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 TiAl合金和40Cr钢摩擦焊工艺研究 |
| 4.1 力学性能 |
| 4.2 显微组织 |
| 4.3 断口分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 TiAl合金和42CrMo钢摩擦焊工艺研究 |
| 5.1 力学性能 |
| 5.2 显微组织 |
| 5.3 断口分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）液—固扩散焊复合连接Ti（C,N）与40Cr（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 Ti(C,N)基金属陶瓷的研究进展 |
| 1.2.1 Ti(C,N)基金属陶瓷的发展过程 |
| 1.2.2 Ti(C,N)基金属陶瓷的特点 |
| 1.2.3 陶瓷连接遇到的问题 |
| 1.3 金属陶瓷与金属焊接技术的研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 钎焊 |
| 1.3.2 扩散焊 |
| 1.3.3 自蔓延高温合成焊接法 |
| 1.3.4 脉冲电流热压焊接 |
| 1.4 扩散焊接理论基础及研究进展 |
| 1.5 本课题研究内容 |
| 第2章 试验材料及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.3 试验研究方法 |
| 2.3.1 试样准备 |
| 2.3.2 焊接工艺 |
| 2.3.3 检测方法 |
| 第3章 Ag-Cu-Ti/Cu 复合层液-固扩散连接 Ti(C,N)基金属陶瓷与 40Cr |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ti(C,N)/ Ag-Cu-Ti /Cu/40Cr 接头微观组织分析 |
| 3.2.1 接头界面微观形貌 |
| 3.2.2 接头界面元素扩散 |
| 3.2.3 接头断口分析 |
| 3.3 工艺参数对 Ti(C,N)/ Ag-Cu-Ti /Cu/40Cr 接头界面微观组织的影响 |
| 3.4 Ti(C,N)/Ag-Cu-Ti/Cu/40Cr 液-固扩散连接接头界面形成过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Ag-Cu-Ti/Cu/Ag-Cu 辅助脉冲电流液相扩散连接 Ti(C,N)基金属陶瓷与 40Cr |
| 4.1 引言 |
| 4.2 辅助脉冲电流扩散连接试验过程 |
| 4.3 界面微观组织研究 |
| 4.3.1 不同温度下的界面的微观组织 |
| 4.3.2 保温时间对焊接接头的组织性能的影响 |
| 4.4 辅助脉冲电流低温扩散连接接头的组织和性能 |
| 4.4.1 接头组织分析 |
| 4.4.2 接头断面分析 |
| 4.4.3 接头焊后残余应力的缓解 |
| 4.5 辅助电脉冲低温扩散连接界面形成过程研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Ag-Cu-Zr/Cu 复合层液-固扩散连接 Ti(C,N)基金属陶瓷与 40Cr |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ti(C,N)/ Ag-Cu-Zr /Cu/40Cr 接头微观组织分析 |
| 5.3 焊接工艺参数对接头组织和力学性能的影响 |
| 5.4 接头断裂失效行为分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
（10）Ti（C,N）/中间层/40Cr瞬间液相扩散焊研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 Ti(C,N)基金属陶瓷的研究进展 |
| 1.2.1 Ti(C,N)基金属陶瓷的基本组成及其性能特点 |
| 1.2.2 Ti(C,N)基金属陶瓷的应用 |
| 1.2.3 Ti(C,N)基金属陶瓷的发展趋势 |
| 1.3 金属陶瓷与金属焊接技术的研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 钎焊 |
| 1.3.2 固态扩散焊 |
| 1.3.3 自蔓延高温合成(SHS)连接 |
| 1.4 扩散连接陶瓷/金属的现状与发展 |
| 1.4.1 界面反应 |
| 1.4.2 残余应力分析 |
| 1.4.3 中间层材料 |
| 1.4.4 存在问题 |
| 1.5 陶瓷与金属的瞬间液相扩散连接及研究现状 |
| 1.5.1 瞬间液相扩散焊及其特点 |
| 1.5.2 中间层的选择 |
| 1.5.3 工艺参数对接头性能影响 |
| 1.5.4 瞬间液相扩散连接机理研究 |
| 1.6 本课题主要研究内容 |
| 第2章 试验材料及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 焊接设备 |
| 2.2.2 检测设备 |
| 2.3 试验研究方法 |
| 2.3.1 试样装配 |
| 2.3.2 工艺参数的选择 |
| 2.3.3 力学性能试验 |
| 2.3.4 显微组织及断口分析 |
| 第3章 Ti(C,N)/Zr/Cu/Zr/40Cr 瞬间液相扩散焊 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ti(C,N)/Zr/Cu/Zr/40Cr 接头微观组织的分析 |
| 3.2.1 接头界面微观形貌 |
| 3.2.2 接头界面的元素扩散 |
| 3.3 保温时间对 Ti(C,N)/Zr/Cu/Zr/40Cr 接头微观组织影响 |
| 3.4 接头弯曲强度及断口分析 |
| 3.4.1 焊接接头弯曲强度分析 |
| 3.4.2 断口形貌分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Zr/Cu/Zr 瞬间液相扩散连接 Ti(C,N)陶瓷基体 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ti(C,N)/Zr/Cu/Zr/Ti(C,N)界面元素分布及反应产物 |
| 4.2.1 界面微观组织及元素分布 |
| 4.2.2 保温时间对界面微观组织的影响 |
| 4.2.3 接头界面反应产物 |
| 4.3 力学性能测试及断裂机制研究 |
| 4.3.1 四点弯曲试验 |
| 4.3.2 断裂机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Ti(C,N)/Zr/Cu/AgCu/40Cr 瞬间液相扩散焊 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ti(C,N)/Zr/Cu/AgCu/40Cr 接头界面显微组织特征 |
| 5.2.1 界面微观形貌特征 |
| 5.2.2 接头界面元素行为分析 |
| 5.3 工艺参数对接头界面微观组织的影响 |
| 5.3.1 加热温度对界面微观形貌的影响 |
| 5.3.2 不同保温时间下的界面微观组织 |
| 5.4 接头强度对比分析 |
| 5.4.1 接头弯曲强度对比 |
| 5.4.2 接头微观断裂机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
四、Interface microstructure and formation mechanism of diffusion-bonded joints of TiAl to steel 40Cr（论文参考文献）
- [1]YG8与DC53钢真空钎焊接头微观结构及性能研究[D]. 原靖. 山东大学, 2021(12)
- [2]TC4钛合金/304不锈钢薄板钨极氩弧焊接头组织及性能研究[D]. 郝晓虎. 大连理工大学, 2020
- [3]泡沫镍复合中间层钎焊W-Cu与1Cr18Ni9钢接头组织与性能研究[D]. 付林玲. 江苏科技大学, 2020(02)
- [4]DD3镍基高温合金与Ti3AlC2陶瓷扩散连接工艺及机理研究[D]. 刘甲坤. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [5]Ti-Al系金属间化合物焊接技术研究现状[J]. 乌彦全,周军,张春波,梁武. 电焊机, 2019(05)
- [6]TiAl合金与Ni基高温合金用钛基钎料及其钎焊技术研究[D]. 娄立. 华南理工大学, 2019(01)
- [7]辅助脉冲电流扩散焊连接陶瓷基复合材料的界面行为[D]. 郭沁涵. 江苏科技大学, 2015(02)
- [8]钛合金与钢连续驱动摩擦焊工艺研究[D]. 于连震. 大连理工大学, 2014(07)
- [9]液—固扩散焊复合连接Ti（C,N）与40Cr[D]. 匡泓锦. 江苏科技大学, 2014(02)
- [10]Ti（C,N）/中间层/40Cr瞬间液相扩散焊研究[D]. 林红香. 江苏科技大学, 2014(02)