C/C复合材料与Ti 2 AINb合金瞬时液相（TLP）扩散连接工艺及机理研究
发布时间：2022-02-22 13:34
碳/碳（C/C）复合材料因具备质量轻、高温强度高、耐热冲击、耐烧蚀等特点而常被用作航空航天等领域的高温结构件,Ti2AlNb合金作为可实现航空发动机减重的热端结构件材料同样受到了极大的关注,若能实现两者的结合将能极大程度发挥两种材料各自特点并对进一步扩展其应用领域有较大的意义。因此本文选择Ti-Ni-Nb作为中间层采用瞬时液相（TLP）扩散连接的方法对两种异种材料进行连接,并对C/C复合材料表面进行磁控溅射Cr涂层改性以及化学气相沉积SiC涂层改性,将改性后的C/C复合材料与Ti2AlNb合金进行连接,以提高接头的性能。采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、万能试验机等对实验所得连接接头组织形貌及力学性能、改性的C/C复合材料表面进行观察分析,探究了 C/C复合材料表面改性前后接头的组织与性能。采用Ti/Ni/Nb复合箔片作为中间层获得的C/C复合材料/Ti2AlNb合金TLP扩散连接典型接头界面结构为:C/C复合材料/TiC层/Ti-Ni化合物+Ni-Nb化合物层/残余Nb层/Ti-Al-Nb固溶体层/Ti2AlNb母材。接头的室温剪切强度随温度的升...
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 C/C复合材料简介
1.2.1 C/C复合材料的应用
1.2.2 C/C同种材料的连接现状
1.2.3 C/C与其他异种材料的连接现状
1.3 Ti_2AlNb合金简介
1.3.1 Ti_2AlNb合金的应用
1.3.2 Ti_2AlNb合金同种材料的连接现状
1.3.3 Ti_2AlNb合金与其他异种材料的连接现状
1.4 课题主要研究内容
第2章 试验材料、设备及方法
2.1 试验材料
2.2 试验设备及工艺方法
2.2.1 试验设备
2.2.2 C/C复合材料表面制备涂层
2.2.3 TLP扩散连接过程及工艺参数
2.3 试样微观结构分析及性能测试
2.3.1 C/C复合材料/Ti_2AlNb接头微观结构分析
2.3.2 C/C复合材料/Ti_2AlNb接头力学性能分析
第3章 C/C复合材料与Ti_2AlNb合金TLP扩散连接
3.1 引言
3.2 典型C/C复合材料/Ti_2AlNb合金接头的界面结构分析
3.3 连接温度对C/C复合材料/Ti_2AlNb合金接头界面组织的影响
3.4 连接温度对C/C复合材料/Ti_2AlNb合金接头力学性能的影响
3.5 C/C复合材料/Ti_2AlNb接头TLP连接机理及断裂位置研究
3.6 本章小结
第4章 C/C复合材料的表面改性
4.1 引言
4.2 C/C复合材料表面磁控溅射Cr涂层改性
4.3 C/C复合材料表面化学气相沉积SiC涂层改性
4.4 本章小结
第5章 表面改性后的C/C复合材料与Ti_2AlNb合金TLP扩散连接
5.1 引言
5.2 表面溅射Cr涂层的C/C复合材料/Ti_2AlNb合金接头分析
5.2.1 典型接头的界面结构分析
5.2.2 接头的力学性能分析
5.2.3 溅射Cr涂层C/C复合材料/Ti_2AlNb接头TLP连接机理
5.3 表面沉积SiC涂层的C/C复合材料/Ti_2AlNb合金接头分析
5.3.1 典型接头的界面结构分析
5.3.2 连接温度对接头界面组织结构的影响
5.3.3 接头的力学性能分析
5.3.4 沉积SiC涂层C/C复合材料/Ti_2AlNb接头TLP连接机理
5.4 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of Nb content in Ti–Ni–Nb brazing alloys on the microstructure and mechanical properties of Ti–22Al–25Nb alloy brazed joints[J]. Y.Wang,X.Q.Cai,Z.W.Yang,D.P.Wang,X.G.Liu,Y.C.Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2017(07)
[2]C/C复合材料焊接研究现状[J]. 邱东,毕建勋,毛建英. 焊接. 2017(04)
[3]C/C复合材料螺栓紧固特性[J]. 孙鹏军,雷勇军,吴宏伟,安军,李新涛. 宇航材料工艺. 2017(01)
[4]保温时间对TLP扩散焊焊接TA2纯钛接头组织和性能的影响[J]. 朱春莉,陈思杰. 机械工程材料. 2016(07)
[5]C/C与C/C-SiC复合材料连接件的高温热处理及微观结构[J]. 席文君,王海平,马赫名,卜良宵,李树杰. 粉末冶金材料科学与工程. 2016(02)
[6]以Ti-Zr-Cu-Ni-Fe合金为中间层的Ti3Al/TiAl瞬间液相扩散连接[J]. 任海水,熊华平,陈波,逄淑杰,叶雷. 焊接学报. 2016(03)
[7]C/C复合材料与镍基高温合金GH3128钎焊[J]. 冯贞伟,高腾飞,邵天威,郭伟,朱颖,曲平. 焊接学报. 2015(12)
[8]Ti-22Al-25Nb合金板材的钎焊工艺[J]. 静永娟,柴禄,高兴强. 焊接学报. 2015(11)
[9]Ti2AlNb合金及其焊接技术研究进展[J]. 陈玮,李晋炜,史一宁. 航空制造技术. 2015(17)
[10]Brazing of Ti2 AlNb Based Alloy with Amorphous Ti-Cu-Zr-Ni Filler[J]. 王刚,HUANG Yongjiang,WANG Guochao,SHEN Jun,CHEN Zhihao. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2015(03)
博士论文
[1]C/C复合材料与TC4钎焊接头组织及性能研究[D]. 秦优琼.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]C/C复合材料与TC4的钎焊工艺及机理研究[D]. 潘辛禹.哈尔滨工业大学 2017
[2]磁控溅射制备Cu-Zr合金薄膜及其性能研究[D]. 伊恩多.哈尔滨工业大学 2016
[3]Ti3Al和Ti2AlNb合金的扩散连接工艺及机理研究[D]. 高丽娇.哈尔滨工业大学 2013
[4]Nb-Ni-Ti系1000℃1150℃局部相平衡及凝固行为研究[D]. 李志超.东北大学 2013
[5]C/C复合材料与Cu连接界面应力分析及结构设计[D]. 张小英.中南大学 2012
[6]C/C复合材料活性钎焊接头界面组织及连接机理研究[D]. 邓利霞.中南大学 2011
[7]TiAl合金液相扩散连接工艺及机理研究[D]. 李亮.哈尔滨工业大学 2011
[8]Ti3Al基合金瞬间液相扩散连接研究[D]. 刘力.吉林大学 2010
本文编号：3639549
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 C/C复合材料简介
1.2.1 C/C复合材料的应用
1.2.2 C/C同种材料的连接现状
1.2.3 C/C与其他异种材料的连接现状
1.3 Ti_2AlNb合金简介
1.3.1 Ti_2AlNb合金的应用
1.3.2 Ti_2AlNb合金同种材料的连接现状
1.3.3 Ti_2AlNb合金与其他异种材料的连接现状
1.4 课题主要研究内容
第2章 试验材料、设备及方法
2.1 试验材料
2.2 试验设备及工艺方法
2.2.1 试验设备
2.2.2 C/C复合材料表面制备涂层
2.2.3 TLP扩散连接过程及工艺参数
2.3 试样微观结构分析及性能测试
2.3.1 C/C复合材料/Ti_2AlNb接头微观结构分析
2.3.2 C/C复合材料/Ti_2AlNb接头力学性能分析
第3章 C/C复合材料与Ti_2AlNb合金TLP扩散连接
3.1 引言
3.2 典型C/C复合材料/Ti_2AlNb合金接头的界面结构分析
3.3 连接温度对C/C复合材料/Ti_2AlNb合金接头界面组织的影响
3.4 连接温度对C/C复合材料/Ti_2AlNb合金接头力学性能的影响
3.5 C/C复合材料/Ti_2AlNb接头TLP连接机理及断裂位置研究
3.6 本章小结
第4章 C/C复合材料的表面改性
4.1 引言
4.2 C/C复合材料表面磁控溅射Cr涂层改性
4.3 C/C复合材料表面化学气相沉积SiC涂层改性
4.4 本章小结
第5章 表面改性后的C/C复合材料与Ti_2AlNb合金TLP扩散连接
5.1 引言
5.2 表面溅射Cr涂层的C/C复合材料/Ti_2AlNb合金接头分析
5.2.1 典型接头的界面结构分析
5.2.2 接头的力学性能分析
5.2.3 溅射Cr涂层C/C复合材料/Ti_2AlNb接头TLP连接机理
5.3 表面沉积SiC涂层的C/C复合材料/Ti_2AlNb合金接头分析
5.3.1 典型接头的界面结构分析
5.3.2 连接温度对接头界面组织结构的影响
5.3.3 接头的力学性能分析
5.3.4 沉积SiC涂层C/C复合材料/Ti_2AlNb接头TLP连接机理
5.4 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of Nb content in Ti–Ni–Nb brazing alloys on the microstructure and mechanical properties of Ti–22Al–25Nb alloy brazed joints[J]. Y.Wang,X.Q.Cai,Z.W.Yang,D.P.Wang,X.G.Liu,Y.C.Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2017(07)
[2]C/C复合材料焊接研究现状[J]. 邱东,毕建勋,毛建英. 焊接. 2017(04)
[3]C/C复合材料螺栓紧固特性[J]. 孙鹏军,雷勇军,吴宏伟,安军,李新涛. 宇航材料工艺. 2017(01)
[4]保温时间对TLP扩散焊焊接TA2纯钛接头组织和性能的影响[J]. 朱春莉,陈思杰. 机械工程材料. 2016(07)
[5]C/C与C/C-SiC复合材料连接件的高温热处理及微观结构[J]. 席文君,王海平,马赫名,卜良宵,李树杰. 粉末冶金材料科学与工程. 2016(02)
[6]以Ti-Zr-Cu-Ni-Fe合金为中间层的Ti3Al/TiAl瞬间液相扩散连接[J]. 任海水,熊华平,陈波,逄淑杰,叶雷. 焊接学报. 2016(03)
[7]C/C复合材料与镍基高温合金GH3128钎焊[J]. 冯贞伟,高腾飞,邵天威,郭伟,朱颖,曲平. 焊接学报. 2015(12)
[8]Ti-22Al-25Nb合金板材的钎焊工艺[J]. 静永娟,柴禄,高兴强. 焊接学报. 2015(11)
[9]Ti2AlNb合金及其焊接技术研究进展[J]. 陈玮,李晋炜,史一宁. 航空制造技术. 2015(17)
[10]Brazing of Ti2 AlNb Based Alloy with Amorphous Ti-Cu-Zr-Ni Filler[J]. 王刚,HUANG Yongjiang,WANG Guochao,SHEN Jun,CHEN Zhihao. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2015(03)
博士论文
[1]C/C复合材料与TC4钎焊接头组织及性能研究[D]. 秦优琼.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]C/C复合材料与TC4的钎焊工艺及机理研究[D]. 潘辛禹.哈尔滨工业大学 2017
[2]磁控溅射制备Cu-Zr合金薄膜及其性能研究[D]. 伊恩多.哈尔滨工业大学 2016
[3]Ti3Al和Ti2AlNb合金的扩散连接工艺及机理研究[D]. 高丽娇.哈尔滨工业大学 2013
[4]Nb-Ni-Ti系1000℃1150℃局部相平衡及凝固行为研究[D]. 李志超.东北大学 2013
[5]C/C复合材料与Cu连接界面应力分析及结构设计[D]. 张小英.中南大学 2012
[6]C/C复合材料活性钎焊接头界面组织及连接机理研究[D]. 邓利霞.中南大学 2011
[7]TiAl合金液相扩散连接工艺及机理研究[D]. 李亮.哈尔滨工业大学 2011
[8]Ti3Al基合金瞬间液相扩散连接研究[D]. 刘力.吉林大学 2010
本文编号：3639549
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