新型钛合金钎料制备及性能研究

《新型钛合金钎料制备及性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号—TG42—5+．2UDC3l硕士学位论文学校代码!Q§兰三密级公珏新型钛合金钎料制备及性能研究Thepreparationandpropertiesresearchofnewtitaniumalloybrazingmaterials作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：吴浩波材料工程钎焊材料粉末冶金研究院袁铁锤教授曾凡浩副教授论文答辩日期丝焦：墨：乡答辩委员会主席中南大学二。一三年五月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发

2、表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：男逢叁日期：丝uF』月乒日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。储张扭导师签名扭吼型～月二日新型钛合金钎料的制备及性能

3、研究摘要：使用钛基钎料钎焊的接头耐腐蚀、高温性能良好，对于日益彰显出独特优势的高温复合材料的发展和应用不可或缺。然而，在众多钛基钎料中，以下两个问题成为阻碍钛基钎料大规模工业化应用的障碍：①在降低钎焊温度的前提下如何保持和提高焊接接头室温或高温力学性能；②缺乏钛基钎料与相关母材之间的润湿行为研究。本文采用高温电弧熔炼方法制备Ti．25％Cu．15％Ni(简称Ti．Cu-Ni，质量比，下同)、Ti一30％Cu．10％Si(简称Ti．Cu．Si)、Ni．18％Cr-9％Ti一8％Si(简称Ni．Cr-Ti．Si)和Ti一50％Cu．5％Nb(简称Ti．Cu．Nb)等四种钛基钎料。通过对

4、钎料DSC曲线和微观组织的研究，确定了钎焊温度和钎料的组成；通过研究钎料在非金属母材上的润湿性，阐明了钎料在母材上的润湿特点；对母材进行实际钎焊试验，分析了元素在同质或异质母材之间的扩散行为和化学反应；焊接试验完成后，对TA0／TA0和TC4／TC4钛及钛合金的焊接接头常温和高温力学性能进行了对比，同时分析了拉伸断口形貌和焊接接头各区域的显微硬度。得出以下主要结论：(1)Ti．Cu．Ni钎料由0【．Ti、Ti2Cu和TiNi组成，熔化温度为960℃；Ti．Cu．Si钎料主要由Ti5Si3和Ti2Cu组成，熔化温度为1000℃；Ni．Cr-Ti．Si钎料由Nil6Ti6Si7和Cr2

5、Ni3组成，这两种化合物都属于高温相，熔化温度大于1200℃；Ti．Cu-Nb钎料由Cu3Ti2、Ti2Cu和Nb单质组成，熔化温度为950℃。(2)在1150℃≤T≤1300℃范围内，Ti．Cu．Si钎料在炭炭基体上出现反常润湿现象，即润湿角随着温度的升高持续增大。这跟反应界面生成的新化合物和它们的分布有关；Ti—Cu-Nb钎料在仑1000。C后，界面反应异常强，保温时间和钎焊温度对润湿角度的变化影响不大，界面生成大量TiSi。(3)在Ti．Cu．Ni钎料钎焊TA0工业纯钛时，钎料会在外焊缝处形成熔析作用；Ti．Cu．Si钎焊C／C复合材料时，在母材孔隙处形成的TiC能与母材基体

6、形成增强作用，但焊缝处由于大量C元素的沉积会形成孔隙和富碳脆性区。Ni—Cr-Ti—Si钎料随着温度的升高会在石墨与不锈钢之间形成紧密结合区，但容易出现熔蚀作用。(4)在研究用Ti．Cu-Ni钎料对钛及钛合金母材进行焊接的钎焊工艺中得出，在套接工艺下、钎焊温度为980℃、保温时间30min时工业纯钛TA0和钛合金TC4分别可以获得最大拉伸强度为219．90MPa和832．95MPa的焊接接头，TC4钛合金钎焊接头在温度为600℃时的强度仍有151．1MPa。显微硬度结果表明，母材与钎缝中心硬度相差无几，而母材与钎料的扩散区硬度稍有下降。对拉伸断口分析得出，主要为脆性断裂，第二相(T

7、i2Cu)对断口影响很大。本论文有图65幅，表12个，参考文献87篇。关键词：钎焊；钛合金钎料；显微结构；润湿性；接头性能分类号：TG425+．2，。n1●1··'一···1hepreparationandpropertlesresearchotnewtitanium1'1●·●'alloybrazlnRmaterlalSAbstract：Thetitanium-basedbrazingjointpossessesfavorablecorrosionresistanc