【摘要】：TZM合金具有高熔點、良好的耐腐蝕性,優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能以及線膨脹系數(shù)低等特點,是良好的熱能存儲材料,因此TZM合金被廣泛應(yīng)用在航空航天、核工業(yè)和電子行業(yè)等重要領(lǐng)域。TZM合金的再結(jié)晶溫度在1400℃以上,而現(xiàn)在釬焊TZM合金的釬料熔點一般在1000℃以下,為了擴展TZM合金的應(yīng)用范圍,開發(fā)新型的高溫釬料一直是釬焊領(lǐng)域關(guān)注的焦點。本文首先自制了鉬鎳鈦(Mo-52.3Ni-xTiwt.%)和鉬鈷鈦(Mo-63Co-x Tiwt.%)[x=0,1,3,5,7,9]高溫釬料。利用真空釬焊爐釬焊工業(yè)TZM合金,最后借助金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能譜分析、X射線衍射分析、潤濕試驗、顯微硬度試驗、剪切試驗以及斷口形貌分析等試驗分析方法,研究了兩種不同類型釬料及其接頭的顯微組織和性能,初步探討了釬料中Ti元素在真空釬焊中的擴散行為,進一步分析了Ti元素分布與接頭組織和性能之間的相互性及其作用機理。結(jié)果表明,采用Mo-52.3Ni釬料真空釬焊TZM合金時,焊縫表面光滑平整,但是焊縫的內(nèi)部存在扁平狀孔洞,這些孔洞大多穿過晶體的內(nèi)部;采用Mo-52.3Ni-1Ti和Mo-52.3Ni-3Ti釬料真空釬焊TZM合金時,焊縫中存在微小的氣孔和夾渣,釬料滲入母材中的量很少;采用Mo-52.3Ni-5Ti釬料真空釬焊TZM合金時,焊縫熔合線處有輕微的熔蝕現(xiàn)象,但是焊縫的寬度一致,焊縫中不存在夾渣、氣孔和裂紋等缺陷;采用Mo-52.3Ni-7Ti和Mo-52.3Ni-9Ti釬料真空釬焊TZM合金時,接頭的界面組織明顯發(fā)生改變,而且釬料對母材有很強的熔蝕。Mo-52.3Ni基釬料在焊接TZM合金時,焊縫中主要含有MoNi相和Ni_3Mo相等化合物,隨著Ti含量的加入,焊縫中會出現(xiàn)Ti基固溶體和Ni_3Ti相。剪切結(jié)果表明,當(dāng)Mo-52.3Ni中Ti含量為5%時,真空釬焊TZM合金接頭剪切強度最高,為186.43MPa。采用Mo-63Co釬料真空釬焊TZM合金時,釬焊后,母材和焊縫平整均勻,母材無熔蝕現(xiàn)象,焊縫的熔合線平滑,在焊縫的內(nèi)部無缺陷;Mo-63Co-1Ti釬料真空釬焊TZM合金時,焊縫處有顯微裂紋,母材無熔蝕現(xiàn)象,焊縫的熔合線平滑;Mo-63Co-3Ti釬料真空釬焊TZM合金時,焊縫中有顯微裂紋,釬料在焊縫中熔解充分,焊縫中晶粒較為細小;Mo-63Co-5Ti真空釬焊TZM合金時,焊縫的結(jié)合處沒有熔蝕現(xiàn)象,而且沒有夾渣、氣孔,但是有裂紋缺陷;Mo-63Co-7Ti真空釬焊TZM合金時,焊縫中的顯微組織較為粗大,而且在熔合線附近存在縮孔、縮松與顯微裂紋等缺陷,有輕微的熔蝕;Mo-63Co-9Ti真空釬焊TZM合金時,焊縫中存在較大的縮孔,有明顯的晶間滲透現(xiàn)象。Mo-63Co基釬料真空釬焊TZM合金時,焊縫中主要含有Co_7Mo_6相、Co_3Mo相和Co_2Mo_3相等化合物,隨著Ti含量的加入,焊縫中出現(xiàn)Ti基固溶體。剪切結(jié)果表明,Mo-63Co釬料Ti含量為3%時,TZM合金接頭剪切強度最高為191.6MPa。綜上所述,Mo-52.3Ni-5Ti和Mo-63Co-3Ti真空釬焊TZM合金時,綜合性能最優(yōu)。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG454
【圖文】：

圖 1.1 焊接接頭不同區(qū)域的顯微組織張永云等[30]研究了電子束焊焊接 TZM 合金組織性能的影響，所選用的母材為 100mm×25mm×3mm 的 TZM 板材，在真空度為 4×10-2Pa 下施焊。分析焊縫的性能，包括顯微硬度以及抗拉伸強度。對焊縫組織的觀察及分析，焊縫的熔合區(qū)附近晶粒異常長大，如圖 1.2 所示，可以清楚的分辨出晶粒的大小及分布情況。經(jīng)過拉伸試驗，強度較低，判斷為脆性斷裂。

因此需要對焊后的焊縫進行去應(yīng)力退火處理。經(jīng)過熱處理后的試樣，做拉伸實驗，其斷口均發(fā)生在焊縫處為解理斷裂，其強度在 180MPa 左右。圖 1.1 焊接接頭不同區(qū)域的顯微組織張永云等[30]研究了電子束焊焊接 TZM 合金組織性能的影響，所選用的母材為 100mm×25mm×3mm 的 TZM 板材，在真空度為 4×10-2Pa 下施焊。分析焊縫的性能，包括顯微硬度以及抗拉伸強度。對焊縫組織的觀察及分析，焊縫的熔合區(qū)附近晶粒異常長大，如圖 1.2 所示，可以清楚的分辨出晶粒的大小及分布情況。經(jīng)過拉伸試驗，強度較低，判斷為脆性斷裂。

【參考文獻】

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本文編號：2729779