Ti(C,N)-中間層-40Cr瞬間液相擴散焊研究.pdf

1、Ti(C,N)基金屬陶瓷因其具備高硬度、強度、耐磨性，良好的化學穩(wěn)定性和抗蠕變性能，常被用在機械、冶金多種行業(yè)和領域。但是它脆性大、韌性及耐沖擊能力差，難于制成尺寸大，形狀復雜的構件。所以實現(xiàn)Ti(C,N)基金屬陶瓷與40Cr鋼的可靠連接意義重大。本課題分別進行了Ti(C,N)/Zr/Cu/Zr/40Cr瞬間液相擴散焊試驗、Zr/Cu/Zr瞬間液相擴散連接Ti(C,N)陶瓷基體試驗和Ti(C,N)/Zr/Cu/AgCu/40Cr瞬間液相

2、擴散焊試驗三部分試驗。并利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀和電子萬能材料試驗機等對接頭區(qū)域微觀形貌、界面組織、力學性能及斷口形貌等進行分析，研究了不同工藝參數(shù)對接頭微觀組織及力學性能的影響。
　　Ti(C,N)/Zr/Cu/Zr/40Cr瞬間液相擴散焊試驗，研究了接頭微觀組織特征和界面元素擴散行為，以及保溫時間對接頭界面微觀組織的影響。結果表明：Cu-Zr發(fā)生共晶反應形成過渡液相，使Fe、Zr、Cu、Ti等元素在界面區(qū)域

3、發(fā)生相互擴散，形成界面過渡層，接頭抗彎強度可達136MPa，但是接頭40Cr側生成FeZr2和Fe3Zr脆性金屬間化合物，致使界面結合薄弱；隨著保溫時間的延長，接頭界面各元素的互擴散充分，Cu-Zr液相區(qū)變寬，界面過渡均勻，結合致密。
　　Zr/Cu/Zr瞬間液相擴散連接Ti(C,N)陶瓷基體試驗，重點研究了保溫時間對元素擴散及界面反應產(chǎn)物的影響。結果表明：在特定焊接工藝條件下，界面處元素Ti、Al、Zr、Cu發(fā)生互擴散，形成以T

4、i(C,N)/CuZr2+CuZr+ZrO/C u為主要組織的過渡型界面，接頭最高彎曲強度可達320MPa；最優(yōu)工藝參數(shù)為950℃、3MPa下，保溫時間15min~30min，此時界面組織均勻致密，可獲得力學性能較高的焊接接頭。
　　Ti(C,N)/Zr/Cu/AgCu/40Cr瞬間液相擴散焊試驗，分析了接頭微觀組織并研究焊接溫度、保溫時間變化對接頭界面微觀組織的影響，通過彎曲強度對比研究接頭斷裂機制并確定最佳工藝參數(shù)范圍。結果表