本文關(guān)鍵詞：非晶釬料真空釬焊TC4鈦合金及不銹鋼的研究　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：鈦合金具有強度高、耐蝕性好及高溫機械性能優(yōu)良等優(yōu)點,能夠廣泛地適用于航空、航天、軍事等特殊和重要的工業(yè)領(lǐng)域。但是鈦合金可加工性能差,并且價格較貴,尋求鈦合金可靠的連接方法至關(guān)重要。Ti-6Al-4V,是鈦合金中使用最多的合金之一。不銹鋼是一種常用的工業(yè)和生活材料,具有許多優(yōu)異的性能,應(yīng)用十分廣泛,且成本相對較低,然而鋼鐵的耐蝕性比較差,并且鋼鐵的比重較大。因而在某些情況下需要將鋼與鈦連接起來應(yīng)用,才能充分發(fā)揮各自的優(yōu)點。鈦合金和鋼焊接時接頭易產(chǎn)生金屬間化合物(Ti2Fe、TiFe、TiFe2等),焊接后接頭內(nèi)應(yīng)力很大,造成接頭性能較差。探索更為科學(xué)、高效的TC4鈦合金和不銹鋼焊接方法和焊接工藝,獲得性能較好的接頭,意義重大。鈦合金和不銹鋼的主要焊接方法為真空釬焊。真空釬焊具有焊接溫度較低、釬焊試樣不易受雜質(zhì)氣體污染、焊接變形小、殘余應(yīng)力小等特點。非晶釬料是一種新型的釬料,具有熔點低、焊接性能好,焊接方便等一系列的優(yōu)點,故選擇非晶釬料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的晶態(tài)釬料進行真空釬焊。鈦基非晶釬料作為真空釬焊TC4鈦合金的重要非晶釬料,具有易于和母材產(chǎn)生相互擴散、成本較低等特有的優(yōu)點。本實驗采用傳統(tǒng)的鈦基非晶釬料Ti37.5Zr37.5Ni10Cu15真空釬焊不銹鋼和TC4鈦合金。另外通過在釬料Ti37.5Zr37.5Ni10Cu15添加一定量的合金元素Sn,制備出新的鈦基非晶釬料Ti33.75Zr33.75Ni10Cu15Sn7.5和Ti32.5Zr32.5Ni10Cu15Sn10,在釬焊TC4與TC4時希望能夠降低釬料的熔點,提高可焊性,并保證釬焊接頭的力學(xué)性能。對釬料進行XRD測試可以確定三種釬料均為非晶態(tài),對釬料進行DSC測試能夠得到釬料的熔點,并且發(fā)現(xiàn)Ti32.5Zr32.5Ni10Cu15Sn10非晶釬料的熔點有所降低。在保溫時間為10 min下,選取若干個不同的釬焊溫度進行釬焊實驗。對釬焊試樣進行顯微組織觀察和機械性能測試。由SEM觀察其釬焊接頭的組織形貌,發(fā)現(xiàn)多數(shù)TC4和304SS釬焊接頭內(nèi)釬料靠近304SS母材側(cè)存在明顯的裂紋,而TC4和TC4的釬焊接頭中焊縫和母材連接處均勻致密。對釬焊接頭進行剪切強度的測試發(fā)現(xiàn),釬焊溫度為940℃,采用Ti37.5Zr37.5Ni10Cu15非晶釬料釬焊TC4和304SS,接頭的剪切強度達到了122.14 MPa,根據(jù)EDS區(qū)域分析和接頭EDS線掃描分析推斷接頭中產(chǎn)生了少量的金屬間化合物(Ti2Fe、TiFe、TiFe2等);采用Ti37.5Zr37.5Ni10Cu15非晶釬料釬焊TC4和TC4接頭的剪切強度達到了254.65MPa,且釬焊接頭的硬度相對較低,由SEM觀察到其接頭中存在明顯的網(wǎng)狀組織結(jié)構(gòu),這種組織結(jié)構(gòu)有利于釬焊接頭中應(yīng)力的釋放,釬焊接頭的連接質(zhì)量較好。
【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】：2017
【分類號】：TG454

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