Ti／Cu／Ti接触反应钎焊微观组织分析

采用Cu作为中间层进行了Ti的真空接触反应钎焊，接头在SEM扫描电镜和光学显微镜下进行微观分析。研究结果表明，Ti／Cu／Ti接触反应钎焊是一个非常剧烈的过程，在900℃、180s的参数下反应层宽度已达到毫米级。反应区中从Ti侧到Cu侧，微观组织依次为β-Ti(Cu)固溶体、Ti—Cu化合物、Cu(Ti)固溶体。同时发现同一条件下的上、下侧反应区与母材界面形貌各异，分别为直线状和弯曲状。断裂主要发生在Ti侧β-Ti(Cu)固溶体区。     

Ti(C,N)-Al_2O_3与40Cr焊接界面组织与接头强度研究

采用Cu73Ti27/Cu/Ag72Cu28非对称中间层,通过辅助脉冲电流液相扩散焊和常规钎焊,对Ti(C,N)-Al_2O_3陶瓷基复合材料和40 Cr钢进行了焊接试验,利用扫描电镜研究了焊接界面的微观组织及元素扩散行为.结果表明:辅助脉冲电流液相扩散焊可以减少焊缝中Cu-Ti金属间化合物的生成量,从而提高焊接接头的强度;液相区宽度随着焊接温度的提高而增加.而常规钎焊因为焊接温度较高,保温时间较长,易生成大量的Cu-Ti金属间化合物,降低了接头强度.     

AgCuTi钎焊Al2O3/Nb的研究

在钎焊温度1 043～1 393 K、钎焊时间3～60 min条件下,对Al2O3/(Ag72Cu28)97Ti3/Nb接头进行了钎焊试验.经SEM、EDS、XRD检测,界面产物为TiO、Ti2O.在1 093 K、15 min条件下,接头剪切强度最高可达223 MPa.     

Ag-Cu-Ti急冷钎料钎焊Si3N4陶瓷接头界面结构及性能

采用（Ag72Cu28）％Ti4急冷钎料钎焊Si3N4陶瓷,研究联接温度、时间和压力等工艺参数对Si3N4陶瓷的接头界面结构以及强度的影响,并与同成分的常规钎料进行对比．研究结果表明：钎焊温度、保温时间和钎焊时施加的压力对钎焊接头强度均有影响,主要通过影响反应层结构和厚度来体现;Si3N4／（Ag72Cu28）96Ti4界面微观结构为Si3N4／TiN／Ti—Si化合物／Ag-Cu共晶;在相同的试验条件下,采用（Ag72Cu28）96Ti4急冷钎料钎焊的接头强度比常规钎料钎焊的接头强度提高37％．     

Al2O3／Ti—Zr—Fe钎料／Nb界面组织及强度

在1523K、1－60min条件下,对Al2O3/(Ti66Zr34)xFex/Nb进行了钎焊试验。结果表明,钎缝由三个反应层构成,即界面为复杂成分化合物层,钎缝由Nb2Ti及Nb2Zr与Nb2Ti,Fe)的混合组织层构成。当钎焊条件为1523K、10min时,Al2O3/(Ti66Zr34)65Fe35/Nb接头常温剪切强度最高达130MPa.     

钎缝间隙对1Cr18Ni9Ti/B30真空钎焊接头组织的影响

采用AgCu32Pd10钎料对不锈钢1Cr18Ni9Ti和B30异种合金进行真空钎焊连接试验,通过金相显微镜和扫描电镜分析了不同钎缝间隙真空钎焊接头的金相组织和焊缝元素分布。结果表明,钎缝间隙对钎焊接头的组织有较大影响,当钎缝间隙增大时,钎焊接头组织变得复杂,钎焊接头界面结构为1Cr18Ni9Ti/含Fe和Pd的Cu-Ni固溶体+Ag-Cu固溶体+含Pd的Cu-Ag固溶体/B30。     

保温时间对Mo-50 Re/Ni-Cr-Si-B真空钎焊接头微观组织的影响

在Mo-Re合金成功连接基础上,进一步研究钎焊保温时间对Mo-Re/Ni-Cr-Si-B接头微观组织的影响.通过研究不同保温时间的接头显微组织、物相及元素分布变化,揭示钎焊保温时间对Mo-Re/Ni-Cr-Si-B接头界面形成机理的影响规律.结果表明:钎焊保温时间20 min,获得的钎焊接头组织主要由柱状晶σ(Mo_2Re_3)相、Ni(Mo,Re)固溶体、Γ_1相,以及少量NiSi_2、CrB、MoNi化合物等相组成.随着保温时间的增加,钎缝中Ni(Mo,Re)固溶体有向钎缝中心扩展的趋势,而Γ_1相及NiSi_2、CrB和MoNi等相减少.保温时间为45 min时,钎缝由单一的Ni(Mo,Re)固溶体组成,且随着保温时间的增加,元素分布也趋于均匀.     

Al2O3／Kovar钎焊接头裂纹冶金因素分析

为了研究Al2O3陶瓷／Kovar钎焊时出现的裂纹问题，本试验采用Ti—Cu—Ni活性钎料钎焊Al2O3陶瓷／Kovar(可伐合金)，通过扫描电镜观察钎焊接头的微观组织并对所含成分进行分析，得出裂纹处的成分组成。分析结果表明：Al2O3／Ti—Cu—Ni／Kovar钎焊接头产生裂纹的主要原因是Kovar中的Fe元素与钎料中的Ti元素相互反应，在界面形成了FexTiy金属间化合物，导致接头产生裂纹，并提出了减少裂纹的2种方法。     

Cu-P基非晶钎料及钎焊Cu/CuCrZr的接头组织研究

无氧Cu和CuCrZr合金的连接是聚变装置中偏滤器部件加工的关键技术问题.本研究采用急冷甩带制备了Cu_(78.9)Ni_(11.3)P_(9.8)和Cu_(79.1)Ni_(5.4)P_(6.3)Sn_(9.2)两种非晶钎料,用于Cu和CuCrZr的钎焊连接.通过X-射线衍射、差示扫描量热和热差分析技术、光学金相和电子探针方法对比研究了两种非晶钎料的晶化与熔化行为、焊缝的元素成分分布、组织形貌和物相组成.结果表明:Cu_(78.9)Ni_(11.3)P_(9.8)和Cu_(79.1)Ni_(5.4)P_(6.3)Sn_(9.2)非晶的晶化模式不同,但两者的晶化和凝固产物均为(Cu,Ni)_3P与Cu固溶体相的混合组织,它们的液相线温度分别为661°C和645℃;两种非晶在735℃钎焊温度下均可获得由Cu固溶体、(Cu,Ni)_3P和(Ni,Cr,Cu)_2P金属间化合物相组成的无裂纹接头组织.其中,Cu_(79.1)Ni_(5.4)P_(6.3)Sn_(9.2)焊缝中的(Ni,Cr,Cu)_2P围绕(Cu,Ni)_3P晶粒呈网状连续析出,而Cu_(78.9)Ni_(11.3)P_(9.8)焊缝中的金属间化合物相不呈网状分布.     

Ti3Al2.5V/6063异种合金激光焊接头组织与性能

采用激光焊,通过改变激光在钛合金上聚焦时的光束偏移量,焊接了5mm的Ti3Al2.5V/6063异种合金.焊后测试接头抗拉性能,观察并分析了Ti/Al界面的微观组织形貌.试验结果表明:光束偏移量(D)在0.8mm≤D≤1.0mm范围时,Ti/Al界面处形成了固体钛层;当光束偏移量D=1.0mm时,接头的抗拉强度达到最大值132MPa,为铝合金母材强度的53%;通过对接头的微观组织分析,焊缝界面处的相主要是AlTi、AlTi_3、Al_2Ti、Al_3Ti,固体钛层的存在一定程度上降低了界面反应程度.     

含碳量对TiCp/Ti合金摩擦磨损行为的影响

用熔铸法制备了不同含碳量的原位自生钛合金基复合材料(TiC/Ti6Al4V),采用ML-100磨粒磨损试验机研究了其耐磨性,具体分析C含量对复合材料耐磨性的影响规律。结果表明:TiC增强相颗粒的加入可以明显提高复合材料的耐磨性;复合材料耐磨性提高的原因是基体中均匀弥散分布的TiC粒子不仅提高基体的硬度,而且本身具有优良的抗磨作用。复合材料的磨损机制为:在含碳量小于2.4%时以犁削为主,形成大量一次磨屑;含碳量大于2.4%时,以剥层磨损和犁削并存。     

原位生成TiCp增强钛基复合材料的高温氧化

针对钛基复合材料发展应用中的关键问题——高温氧化性能,通过800℃高温进行氧化实验得到了氧化增重特性,并利用扫描电镜SEM(Soanning Electron Microscope)、能谱仪EDS(Electronic Differential System)和X衍射XRD(X-ray Diffractometer)研究了钛基复合材料经氧化试验后表面氧化层的结构、相组成及成分。结果表明:钛基复合材料的氧化规律为抛物线规律,以Ti6Al为基的钛基复合材料比以纯钛为基的钛基复合材料具有更好的抗高温氧化性能,增强体含量越高,复合材料的抗氧化性越佳。TiC颗粒及其与基体的界面对复合材料的氧化物形成有重要的影响,Al原子的加入改变了材料的氧化机制。     

Ti2Ni相对Ti31合金焊缝金属冲击韧性的影响

本文主要通过金相、断口、表面等分析，确定了Ti2相的析出是造成Ti31合金焊缝金属冲击韧性降低的主要原因，据此提出了新的热处理制度，使Ti2Ni相重新熔解，最终使焊缝金属冲击韧性值满足指标值要求。     

活性钛阳极性能的试验研究

阴极保护等电化学技术被越来越多地用于氯盐等严酷环境中钢筋混凝土结构的腐蚀保护,辅助阳极是整个保护系统的重要组成部分,其在混凝土中的工作性能和耐久性直接决定保护年限.选用了3种目前钢筋混凝土结构阴极保护中常用的活性涂层钛阳极,研究了涂层的化学成分和微观结构,以及在混凝土模拟孔溶液中的电化学性能和强化寿命.结果表明,涂层的成分和微观结构对它们在氯离子和高碱性的混合介质中的性能具有重要的影响,其中Ir/Ta混合氧化物阳极具有较好的电化学性能和耐久性,较适合于钢筋混凝土结构电化学保护中的辅助阳极.     

钛合金试件冷却方法与换热性能的实验研究

材料切磨削过程中的强化冷却散热,对提高工件的切磨削效率和保证被切磨削工件的表面质量等都具有积极作用．文中以定压、定量风和不同含量水相组合时射流冷却被加热的钛合金（Ti6ABV）试件的实验为基础,探讨了定压力、定量风和微量水相综合雾化射流冷却钛合金试件时的换热性能和规律．实验表明,存在使雾化冷却最佳的微量水剂量的最佳值域,且只有其材料相应温度冷却效果充分发挥时,雾化冷却方法才能优于相应的水射流和气体射流冷却方法．     

CO2电催化还原的研究

以混合的金属氧化物RuO_2、TiO_2、Ag_2O和SnO_2对钛表面进行了修饰,得到了四个不同氧化物组成的钛电极,即RuO_2 TiO_2/Ti(35:65,A)、RuO_2 TiO_2/Ti(25:75,B)、RuO_2 TiO_2 Ag_2O/Ti(C)和RuO_2 TiO_2 SnO2/Ti(D),采用循环伏安法研究了其常温常压下在0.1mol/L的KHCO3水溶液中的电化学行为,在-900mV的恒定电位下进行了CO2的还原,分析了电极的稳定性和还原产物的情况。结果表明,金属氧化物电极对CO2还原产生了很好的催化作用,-900mV下对甲酸和甲醇有高的选择性,还原的液相产物中仅发现了甲酸和甲醇,电极A、B、C和D上生成甲酸和甲醇的总电流效率分别为84.4%、57.4%、93.1%和88.1%,且长时间电解过程中电极具有很好的稳定性,是有很好应用前景的催化电极材料。     

钙钛矿氧化物KNb0.85Ti0.15O2.925的离子导电性

采用高温高压法首次制备出钙钛矿型KNb0.85Ti0.15O2.925固体电解质,使用XRD、TG-DTA及交流复阻抗谱对样品的结构和离子导电性进行了表征.XRD结果表明,高压能加快固态反应过程,降低合成温度.合成的KNb0.85Ti0.15O2.925固熔体几乎为纯的四方钙钛矿结构.阻抗谱结果表明KNb0.85Ti0.15O2.925固熔体具有离子导电特征,通过拟合阻抗谱数据获得了电导率与温度的关系.在测量温度范围内,电导率可以拟合成两条直线,低温活化能小于高温活化能,800℃时氧离子电导率为5.6×10-3S*cm-1.     

Ti80耐压球壳赤道焊缝残余应力研究

钛合金因其优良的性能得到广泛应用,其材料的焊接特点及其结构在使用过程中的安全可靠性问题也越来越引起人们的关注,目前钛合金已成为载人深潜器耐压球壳的首选材料.本文首先对Ti80对接焊厚板残余应力进行了数值模拟以及X射线无损检测试验研究,在得到数值模拟结果后将其与试验测量值进行对比,结果吻合较好,即Ti80对接焊厚板表面横向残余拉应力呈现不对称双峰;焊缝中心线上的纵向残余拉应力较大;焊缝处沿板厚方向的内部横向残余应力和垂向残余应力在近上下表面处均为拉应力,且横向残余应力高于垂向残余应力,沿板厚方向均呈现拉应力-压应力-拉应力趋势.然后基于热弹塑性有限元分析方法,对Ti80耐压球壳赤道焊缝焊接残余应力进行数值模拟研究,得到赤道焊缝表面残余应力和内部残余应力分布规律.结果显示:Ti80耐压球壳内壳表面有较大的残余拉应力;纵向残余拉应力大于横向残余拉应力;球壳外表面有较大的横向残余压应力,而纵向残余应力为拉应力.     

Ti含量及冷却速度对Al-Mn-Ti合金组织的影响

采用高频感应炉对Al-Mn-Ti合金进行制备和研究,探究Ti含量及冷却速度对Al-Mn-Ti合金组织的影响.研究结果表明:未加Ti时,Al-Mn-Ti的合金组织由Al基体和T相准晶组成;加入Ti元素后,合金组织中出现花瓣状准晶Al_(72)Mn_(10)Ti_(18),随Ti含量的增加,花瓣状准晶增多,形状无明显变化;当Ti含量增加到7%时,组织中的Al基体消失,由T相准晶和花瓣状准晶Al_(72)Mn_(10)Ti_(18)组成.随冷却速度增加,过冷度增大,花瓣状准晶Al_(72)Mn_(10)Ti_(18)进一步生长形成树枝状的二次枝晶.