Ti(C,N)-中間層-40Cr瞬間液相擴(kuò)散焊研究.pdf

1、Ti(C,N)基金屬陶瓷因其具備高硬度、強(qiáng)度、耐磨性，良好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗蠕變性能，常被用在機(jī)械、冶金多種行業(yè)和領(lǐng)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(fù)雜的構(gòu)件。所以實(shí)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(jìn)行了Ti(C,N)/Zr/Cu/Zr/40Cr瞬間液相擴(kuò)散焊試驗(yàn)、Zr/Cu/Zr瞬間液相擴(kuò)散連接Ti(C,N)陶瓷基體試驗(yàn)和Ti(C,N)/Zr/Cu/AgCu/40Cr瞬間液相

2、擴(kuò)散焊試驗(yàn)三部分試驗(yàn)。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(yàn)機(jī)等對接頭區(qū)域微觀形貌、界面組織、力學(xué)性能及斷口形貌等進(jìn)行分析，研究了不同工藝參數(shù)對接頭微觀組織及力學(xué)性能的影響。
　　Ti(C,N)/Zr/Cu/Zr/40Cr瞬間液相擴(kuò)散焊試驗(yàn)，研究了接頭微觀組織特征和界面元素?cái)U(kuò)散行為，以及保溫時(shí)間對接頭界面微觀組織的影響。結(jié)果表明：Cu-Zr發(fā)生共晶反應(yīng)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(kuò)散，形成界面過渡層，接頭抗彎強(qiáng)度可達(dá)136MPa，但是接頭40Cr側(cè)生成FeZr2和Fe3Zr脆性金屬間化合物，致使界面結(jié)合薄弱；隨著保溫時(shí)間的延長，接頭界面各元素的互擴(kuò)散充分，Cu-Zr液相區(qū)變寬，界面過渡均勻，結(jié)合致密。
　　Zr/Cu/Zr瞬間液相擴(kuò)散連接Ti(C,N)陶瓷基體試驗(yàn)，重點(diǎn)研究了保溫時(shí)間對元素?cái)U(kuò)散及界面反應(yīng)產(chǎn)物的影響。結(jié)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(kuò)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(qiáng)度可達(dá)320MPa；最優(yōu)工藝參數(shù)為950℃、3MPa下，保溫時(shí)間15min~30min，此時(shí)界面組織均勻致密，可獲得力學(xué)性能較高的焊接接頭。
　　Ti(C,N)/Zr/Cu/AgCu/40Cr瞬間液相擴(kuò)散焊試驗(yàn)，分析了接頭微觀組織并研究焊接溫度、保溫時(shí)間變化對接頭界面微觀組織的影響，通過彎曲強(qiáng)度對比研究接頭斷裂機(jī)制并確定最佳工藝參數(shù)范圍。結(jié)果表