輔助電脈沖低溫及擴散連接Ti(C,N)-中間層-40Cr界面反應(yīng)研究.pdf

1、Ti(C,N)基金屬陶瓷是一種具有優(yōu)良性能的顆粒型復(fù)合材料,有著廣闊的應(yīng)用前景,研究Ti(C,N)基金屬陶瓷與鋼等異種材料的連接技術(shù)具有重要意義。本文對Ti(C,N)基金屬陶瓷與40Cr鋼進行了液-固擴散連接、瞬間液相擴散連接和輔助電脈沖低溫擴散連接試驗,采用掃描電鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、X射線衍射(XRD)等分析測試設(shè)備研究了不同擴散連接方法中工藝參數(shù)對接頭界面微觀組織的影響。
　　Ti(C,N)/Ti/Cu復(fù)合層/

2、40Cr液-固擴散連接,研究保溫時間和壓力的變化對接頭微觀組織的影響,并分析接頭界面形成過程。結(jié)果表明,隨著壓力和保溫時間的增加擴散層寬度先顯著增大,隨后則趨于平緩。加熱溫度950℃、保溫時間60min、壓力6MPa時,金屬陶瓷側(cè)界面主要為Ti2Cu、TiAl2、(Cu,Ni)固溶體;40Cr鋼界面主要為(Fe,Ni)固溶體、Cu基固溶體。
　　Ti(C,N)/Ti/Ni/Ti/Ti(C,N)瞬間液相擴散連接,研究保溫時間變化對接

3、頭微觀組織的影響,并對金屬陶瓷側(cè)斷口進行了分析。結(jié)果表明,連接溫度1000℃、保溫時間60min、連接壓力2MPa時,接頭界面結(jié)合區(qū)的顯微結(jié)構(gòu)為:Ti(C,N)/Ti2Ni+TiNi+TiAl2/TiNi3/Ni;斷口分析發(fā)現(xiàn),裂紋由金屬陶瓷界面處萌生,逐漸向金屬陶瓷基體中擴展;Ni-Ti過渡液相能使中間層與金屬陶瓷之間建立大量的擴散通道,將為進一步固態(tài)擴散反應(yīng)創(chuàng)造有利條件。
　　Ti(C,N)/Ag-Cu-Ti/Cu/Ag-Cu

4、/40Cr輔助電脈沖低溫擴散連接,研究溫度和保溫時間改變對接頭微觀組織的影響,并探討接頭界面形成過程。結(jié)果表明:隨著溫度的升高,Ag-Cu-Ti/Cu結(jié)合界面形貌由平直狀變?yōu)榘纪範?隨著保溫時間的延長,由于Ag-Cu中間層中的Ag大量向Cu箔一側(cè)擴散溶解,原來清晰可見的Ag-Cu共晶花紋消失,在40Cr鋼界面逐漸形成一定厚度的擴散反應(yīng)層;輔助電脈沖低溫擴散連接界面形成過程可以分為四個階段:試樣表面物理接觸階段、中間層熔化階段、擴散反應(yīng)層

5、形成階段和固相成分均勻化階段;在連接溫度750℃,保溫時間10min,連接壓力1MPa條件下,金屬陶瓷界面主要為Cu基固溶體、Ti2Cu+TiCu、(Cu,Ni)固溶體,40Cr鋼界面主要為Cu基固溶體、(Fe,Ni)固溶體,而Ag基固溶體則主要集中在焊縫中心靠近Cu箔區(qū)域。
　　近年來,電脈沖處理技術(shù)得到了材料科學界的廣泛關(guān)注,國內(nèi)外許多學者大多把電脈沖處理技術(shù)引入材料的制備和性能改善中,但將該技術(shù)應(yīng)用于材料焊接方面研究的較少,