鈦合金與不銹鋼的復(fù)合構(gòu)件不僅具有兩種材料的綜合優(yōu)勢,而且具有良好的經(jīng)濟效益,在航空航天以及國民經(jīng)濟的重要領(lǐng)域擁有良好的應(yīng)用前景。但是由于鈦、鋼兩種金屬材料物理性能相差較大,同時焊接時極易生成大量鈦/鐵脆性金屬間化合物,導(dǎo)致構(gòu)件接頭性能惡化,這也是大多數(shù)異種金屬實現(xiàn)可靠連接亟待解決的基礎(chǔ)性問題。針對這個問題,探索了一種金屬粉末作為過渡層的鈦/鋼電阻釬焊工藝方法。試驗研究了金屬粉末的種類,電阻釬焊工藝參數(shù)的改變對鈦/鋼搭接釬焊接頭力學(xué)性能、微觀組織以及原子擴散的影響,并且探討了金屬粉末在鈦/鋼釬焊接頭中的冶金反應(yīng)機理。研究工作及結(jié)論如下:（1）探索了以金屬粉末為過渡層,采用耐高溫密封膠作為防氧化措施,鈦合金與不銹鋼電阻釬焊工藝的實現(xiàn)方法。以鈦合金、不銹鋼母材元素為基點,根據(jù)元素間冶金相溶性原則,選定了Cr、Ni、Nb、V等元素作為考察對象,試驗設(shè)計了5類接頭。并且進(jìn)行力學(xué)性能測試和XRD、SEM等微觀分析,探索了添加元素對接頭的有效性。結(jié)果表明,Cr、Nb、V等元素可作為鈦/鋼連接過渡層的選擇元素,這三種元素的添加大幅度提高接頭強度,同時顯著降低了接頭中Fe-Ti、Cu-Ti系脆性相的含量... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

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（e）Ⅴ型接頭圖 3.2 不同類型接頭微觀組織圖當(dāng)不添加金屬粉末時，接頭釬料區(qū)很明顯織以及一些枝狀晶組織，點掃描顯示主要化合物。這表明在釬焊過程中，Ti 元素向素化合形成脆性相存在于接頭組織中，不反應(yīng)層主要以 Cu-Ti 與 Ti-Fe 系金屬間化在圖 3.2(b)的Ⅱ型接頭組織中，由于只在鈦觀察到在靠近鈦合金側(cè)的釬料區(qū)中，出現(xiàn) 系脆性相混合的灰色簇團狀組織，以及少的釬料區(qū)中，有少量的灰色塊狀組織和枝狀以 Ti2Cu 為主的 Cu-Ti 系脆性相，不銹鋼Ⅲ型接頭釬料區(qū)中白色釬料大量消失，靠鋼側(cè)為未反應(yīng)的 Cr 粉顆粒。接頭中 Cu-T、Nb、V 固溶體與化合物 NbZn、NbZn2的

(i)Ⅴ型接頭不銹鋼側(cè)斷口 (g)Ⅴ型接頭鈦合金側(cè)斷口圖 3.4 不同類型接頭微觀斷口形貌由五類接頭的斷口形貌可以看出，添加粉末后斷口形貌發(fā)生很大的變化。而單末的Ⅱ型接頭斷面處表現(xiàn)為冶金反應(yīng)不充分，因此接頭強度不高。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ口顯示接頭冶金反應(yīng)充分，證明母材兩側(cè)添加粉末層可以保證接頭冶金反應(yīng)充但是Ⅳ、Ⅴ型接頭由于脆性相生成量過多，以脆性斷裂為主，而Ⅲ型接頭以塑主，因此Ⅲ型接頭的力學(xué)性能最好。 本章小結(jié)（1）根據(jù)添加粉末的種類將接頭分為 5 種類型，在相同的工藝參數(shù)下，粉末渡層介入后，鈦/鋼釬焊接頭抗剪強度明顯提升。（2）粉末層的介入消除了近不銹鋼側(cè)金屬間化合物過渡層，改變了接頭組織的種類，降低了接頭中 Fe-Ti 金屬間化合物的含量，接頭由脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)橛械幕旌蠑嗔涯Ｊ�，斷裂位置也由不銹鋼側(cè)向鈦合金側(cè)過渡。其中不銹鋼側(cè)添鈦合金側(cè)添加 Nb、V 混合粉末的Ⅲ型接頭性能最佳。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]Ni層對鈦/鋼釬焊接頭組織和性能的影響機制[D]. 馬馳原.蘭州理工大學(xué) 2014
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本文編號：2931692