Ni、Ti合金元素對W/Fe釬焊接頭性能的影響
發(fā)布時間：2021-02-28 19:53
本文利用AgCu30合金作為基體材料,探究了Ni、Ti元素及其混合添加對釬料組織性能的影響。隨著Ni元素添加量的增加,釬料組織中（Cu,Ni）固溶體隨之增加,銀銅共晶組織減少;隨著Ti添加量的增加,釬料組織中α-Ag相和長條狀脆性金屬間化合物增加,銀銅共晶組織減少;當釬料中Ni添加量為2wt.%時,隨著Ti元素添加量增加,釬料中富銀相減少,共晶組織不斷增加。研究了Ni、Ti元素以及其混合添加對鎢合金與鋼接頭組織和性能的影響。結(jié)果表明,隨著Ni添加量的增加,釬焊接頭的釬縫區(qū)寬度先變窄再變寬,鎢側(cè)界面的元素相互擴散地程度先增強后減弱,而鋼側(cè)界面固溶體層增加。釬焊接頭的剪切強度先增加后減小,在Ni添加量為2wt.%剪切強度達到最大值為151.3MPa。隨著Ti添加量的增加,釬焊接頭的釬縫區(qū)寬度先變窄后變寬,鎢側(cè)界面元素相互擴散的程度隨之增強,而鋼側(cè)界面元素相互擴散先增大后基本不變。當Ti添加量為5wt.%時,鎢側(cè)界面有CuNiTi脆性金屬間化合物生成。剪切強度先增加后減小,在Ti添加量為2wt.%時剪切強度達到最大值為173.5MPa。在Ni添加量為2wt.%時,隨著Ti添加量增加,鎢側(cè)界面...
【文章來源】：重慶理工大學重慶市
【文章頁數(shù)】：81 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
W-Fe二元合金相圖
釬料的熔點相比金基、鎳基及鈦基釬料較低、流動性好和強度高等特點銅合金在其熔化溫度附近不能與鎢發(fā)生冶金反應(yīng)，故而需要向銀銅釬料它元素來實現(xiàn)與鎢母材的連接。通過向銀銅釬料中添加其它元素來獲得/鋼釬焊的釬料，并且在適當?shù)墓に噮?shù)下獲得穩(wěn)定而可靠的釬焊接頭大鎢及其合金的應(yīng)用具有巨大的理論與實踐作用。 鎢/鋼異種金屬連接現(xiàn)狀.1 熔化焊羅昌森等人[17]用氬弧焊實現(xiàn)了鎢銅合金與低碳鋼的焊接，采用鎢銅合金的形式進行焊接。結(jié)果表明在鎢銅合金與焊縫交界的融合區(qū)有 FeW2金物生成，同時在融合區(qū)的硬度出現(xiàn)最大值，斷口也位于銅鎢合金與焊縫合線，強度、塑性偏低，整個焊接接頭的抗拉強度達到 110MPa，其中與鋼的對接接頭如圖 1.2 所示。
圖 1.3 激光焊接頭界面形貌 (a)焊縫宏觀; (b)焊縫熔合區(qū)電子束焊接具有能量密度高、焊縫深寬比大、焊接速度快、焊后變形小等特點，特別適用于異種材料及大厚度工件的連接[19]。吳振中[20]通過電子束焊把30mm 厚的 WC-Co 硬質(zhì)合金和退火態(tài)的 45 鋼焊接在一起，示意圖如圖 1.4 所示。圖 1.5 是接頭的金相照片，在焊縫區(qū)生成了 Fe3W3C 金屬間化合物，進一步降低了焊接接頭的塑韌性，從而容易產(chǎn)生裂紋缺陷。(a)(b)
【參考文獻】：
期刊論文
[1]銅鎢合金與低碳鋼的焊接組織與性能[J]. 羅昌森,羅宏,曾憲光,林琳. 稀有金屬材料與工程. 2015(09)
[2]鎢鈰/可伐合金活性釬焊接頭的組織與性能[J]. 楊銳,李寧,顏家振. 焊接技術(shù). 2015(04)
[3]戰(zhàn)斗部用鎢合金材料現(xiàn)狀及發(fā)展狀況[J]. 袁書強,張保玉,陳子明,尚福軍. 中國鎢業(yè). 2015(02)
[4]Cu/W-Ni-Co/Ni多中間層的鎢/鋼擴散連接[J]. 楊宗輝,沈以赴,初雅杰,徐振欽. 稀有金屬材料與工程. 2015(03)
[5]40CrNiMo鋼與93W4.9Ni2.1Fe鎢合金的焊接性能分析[J]. 段新燕,張月異. 熱加工工藝. 2015(01)
[6]Cu/W-Ni/Ni多中間層的鎢/鋼擴散連接（英文）[J]. 楊宗輝,沈以赴,王志陽,成家林. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(08)
[7]自生成鎢基高密度合金中間層的鎢/鋼真空擴散連接[J]. 楊宗輝,沈以赴,李曉泉. 機械工程學報. 2013(04)
[8]聚變堆面向等離子體鎢基材料的研究進展[J]. 黃波,楊吉軍,唐軍,劉寧,舒曉燕,苗發(fā)明,唐睿. 核動力工程. 2012(S2)
[9]鎢/316L不銹鋼的瞬間液相擴散連接[J]. 楊宗輝,沈以赴,李曉泉,孟氫鋇. 中國有色金屬學報. 2012(10)
[10]新型鎢基面向等離子體材料的研究進展[J]. 朱玲旭,郭雙全,張宇,葛昌純. 材料導報. 2011(15)
博士論文
[1]Ti（C，N）基金屬陶瓷與鋼的釬焊連接及其界面結(jié)構(gòu)研究[D]. 葉大萌.華中科技大學 2009
碩士論文
[1]基于不同中間層鎢與鋼的釬焊特性研究[D]. 劉書華.中南大學 2014
[2]WC-Co硬質(zhì)合金與鋼電子束熔釬焊研究[D]. 吳振中.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]擴散焊接鎢/中間層/鋼的界面結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 王艷艷.中南大學 2013
本文編號：3056370
【文章來源】：重慶理工大學重慶市
【文章頁數(shù)】：81 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
W-Fe二元合金相圖
釬料的熔點相比金基、鎳基及鈦基釬料較低、流動性好和強度高等特點銅合金在其熔化溫度附近不能與鎢發(fā)生冶金反應(yīng)，故而需要向銀銅釬料它元素來實現(xiàn)與鎢母材的連接。通過向銀銅釬料中添加其它元素來獲得/鋼釬焊的釬料，并且在適當?shù)墓に噮?shù)下獲得穩(wěn)定而可靠的釬焊接頭大鎢及其合金的應(yīng)用具有巨大的理論與實踐作用。 鎢/鋼異種金屬連接現(xiàn)狀.1 熔化焊羅昌森等人[17]用氬弧焊實現(xiàn)了鎢銅合金與低碳鋼的焊接，采用鎢銅合金的形式進行焊接。結(jié)果表明在鎢銅合金與焊縫交界的融合區(qū)有 FeW2金物生成，同時在融合區(qū)的硬度出現(xiàn)最大值，斷口也位于銅鎢合金與焊縫合線，強度、塑性偏低，整個焊接接頭的抗拉強度達到 110MPa，其中與鋼的對接接頭如圖 1.2 所示。
圖 1.3 激光焊接頭界面形貌 (a)焊縫宏觀; (b)焊縫熔合區(qū)電子束焊接具有能量密度高、焊縫深寬比大、焊接速度快、焊后變形小等特點，特別適用于異種材料及大厚度工件的連接[19]。吳振中[20]通過電子束焊把30mm 厚的 WC-Co 硬質(zhì)合金和退火態(tài)的 45 鋼焊接在一起，示意圖如圖 1.4 所示。圖 1.5 是接頭的金相照片，在焊縫區(qū)生成了 Fe3W3C 金屬間化合物，進一步降低了焊接接頭的塑韌性，從而容易產(chǎn)生裂紋缺陷。(a)(b)
【參考文獻】：
期刊論文
[1]銅鎢合金與低碳鋼的焊接組織與性能[J]. 羅昌森,羅宏,曾憲光,林琳. 稀有金屬材料與工程. 2015(09)
[2]鎢鈰/可伐合金活性釬焊接頭的組織與性能[J]. 楊銳,李寧,顏家振. 焊接技術(shù). 2015(04)
[3]戰(zhàn)斗部用鎢合金材料現(xiàn)狀及發(fā)展狀況[J]. 袁書強,張保玉,陳子明,尚福軍. 中國鎢業(yè). 2015(02)
[4]Cu/W-Ni-Co/Ni多中間層的鎢/鋼擴散連接[J]. 楊宗輝,沈以赴,初雅杰,徐振欽. 稀有金屬材料與工程. 2015(03)
[5]40CrNiMo鋼與93W4.9Ni2.1Fe鎢合金的焊接性能分析[J]. 段新燕,張月異. 熱加工工藝. 2015(01)
[6]Cu/W-Ni/Ni多中間層的鎢/鋼擴散連接（英文）[J]. 楊宗輝,沈以赴,王志陽,成家林. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(08)
[7]自生成鎢基高密度合金中間層的鎢/鋼真空擴散連接[J]. 楊宗輝,沈以赴,李曉泉. 機械工程學報. 2013(04)
[8]聚變堆面向等離子體鎢基材料的研究進展[J]. 黃波,楊吉軍,唐軍,劉寧,舒曉燕,苗發(fā)明,唐睿. 核動力工程. 2012(S2)
[9]鎢/316L不銹鋼的瞬間液相擴散連接[J]. 楊宗輝,沈以赴,李曉泉,孟氫鋇. 中國有色金屬學報. 2012(10)
[10]新型鎢基面向等離子體材料的研究進展[J]. 朱玲旭,郭雙全,張宇,葛昌純. 材料導報. 2011(15)
博士論文
[1]Ti（C，N）基金屬陶瓷與鋼的釬焊連接及其界面結(jié)構(gòu)研究[D]. 葉大萌.華中科技大學 2009
碩士論文
[1]基于不同中間層鎢與鋼的釬焊特性研究[D]. 劉書華.中南大學 2014
[2]WC-Co硬質(zhì)合金與鋼電子束熔釬焊研究[D]. 吳振中.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]擴散焊接鎢/中間層/鋼的界面結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 王艷艷.中南大學 2013
本文編號：3056370
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