Ti(C,N)-Al 2 O 3 陶瓷基复合材料焊接界面研究
发布时间：2024-01-28 09:20
Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料具有高硬度和高耐磨性的特点,兼具良好的抗氧化性和化学稳定性,在刀具材料和高温结构材料的应用上前景广阔。该陶瓷基复合材料机加工性能差,限制了其在工业工程中的应用,故将其与金属材料连接以扩大应用范围。本研究采用真空钎焊和辅助脉冲电流液相扩散焊实现Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料与40Cr钢的有效连接。本课题采用Ti72Ni28合金箔/Cu/Ag72Cu28复合层对Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料和40Cr钢进行真空钎焊连接。结果表明,焊接温度和保温时间对接头组织和力学性能均有一定的影响,在1000°C时,钎料中的Ti能够与Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料中的Al2O3发生反应生成Ti O,激发出Al元素的活性,典型接头组织结构为Ti(C,N)-Al2O3/Cu Ti2...
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料应用及研究进展
1.2.1 陶瓷基复合材料应用
1.2.2 陶瓷基复合材料研究进展
1.3 陶瓷及陶瓷基复合材料与金属连接技术研究现状
1.3.1 钎焊
1.3.2 固相扩散焊
1.3.3 液相扩散焊
1.3.4 自蔓延高温合成焊接
1.3.5 辅助脉冲电流扩散焊
1.4 本课题研究内容及方法
第2章 实验材料、设备与方法
2.1 实验材料
2.1.1 Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料
2.1.2 钎料与中间层的制备
2.1.3 Ti箔、Zr箔和Cu片的制备
2.2 实验设备
2.2.1 钎焊设备
2.2.2 辅助脉冲电流液相扩散焊设备
2.3 试验方法
2.3.1 润湿铺展试验
2.3.2 钎焊
2.3.3 辅助脉冲电流液相扩散焊
2.3.4 焊接接头性能表征
第3章 Ti72Ni28/Cu/Ag72Cu28复合层真空钎焊连接Ti(C,N)-Al2O3与 40Cr
3.1 引言
3.2 Ti(C,N)-Al2O3/Ti72Ni28/Cu/Ag72Cu28/40Cr 接头微观组织
3.2.1 接头形貌及微观组织分析
3.2.2 接头界面反应机理
3.3 焊接工艺参数对接头微观组织的影响
3.3.1 焊接温度对接头微观组织的影响
3.3.2 保温时间对接头微观组织的影响
3.4 焊接接头力学性能及断口分析
3.4.1 焊接工艺参数对接头力学性能的影响
3.4.2 接头断口形貌与断裂机理分析
3.5 本章小结
第4章 Cu-Ti、Cu-Zr合金中间层辅助脉冲电流液相扩散焊连接Ti(C,N)-Al2O3与40Cr
4.1 引言
4.2 Cu73Ti27 中间层连接 Ti(C,N)-Al2O3与 40Cr 界面组织
4.2.1 接头界面微观组织分析
4.2.2 接头界面行为及界面反应产物
4.3 焊接工艺参数对Cu73Ti27接头组织及力学性能的影响
4.3.1 保温时间对接头组织的影响
4.3.2 保温时间对接头力学性能的影响
4.4 Cu53Zr47中间层连接Ti(C,N)-Al2O3与 40Cr界面组织
4.4.1 接头界面微观组织形貌
4.4.2 元素扩散行为及界面反应产物
4.5 焊接工艺参数对Cu53Zr47接头组织及力学性能的影响
4.5.1 焊接温度对接头组织的影响
4.5.2 焊接温度对接头力学性能的影响
4.6 辅助脉冲电流焊缝成形行为分析
4.7 本章小结
第5章 Ti/Cu/Zr扩散偶的元素扩散与界面反应研究
5.1 引言
5.2 扩散分类
5.3 扩散机制及其影响因素
5.4 Cu/Ti固相扩散界面研究
5.4.1 Cu-Ti相图
5.4.2 Cu/Ti扩散层分析
5.4.3 保温时间对Cu/Ti扩散界面的影响
5.5 Cu/Zr固相扩散界面研究
5.5.1 Cu-Zr相图
5.5.2 Cu/Zr扩散层分析
5.5.3 保温时间对Cu/Zr扩散界面的影响
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3887495
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料应用及研究进展
1.2.1 陶瓷基复合材料应用
1.2.2 陶瓷基复合材料研究进展
1.3 陶瓷及陶瓷基复合材料与金属连接技术研究现状
1.3.1 钎焊
1.3.2 固相扩散焊
1.3.3 液相扩散焊
1.3.4 自蔓延高温合成焊接
1.3.5 辅助脉冲电流扩散焊
1.4 本课题研究内容及方法
第2章 实验材料、设备与方法
2.1 实验材料
2.1.1 Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料
2.1.2 钎料与中间层的制备
2.1.3 Ti箔、Zr箔和Cu片的制备
2.2 实验设备
2.2.1 钎焊设备
2.2.2 辅助脉冲电流液相扩散焊设备
2.3 试验方法
2.3.1 润湿铺展试验
2.3.2 钎焊
2.3.3 辅助脉冲电流液相扩散焊
2.3.4 焊接接头性能表征
第3章 Ti72Ni28/Cu/Ag72Cu28复合层真空钎焊连接Ti(C,N)-Al2O3与 40Cr
3.1 引言
3.2 Ti(C,N)-Al2O3/Ti72Ni28/Cu/Ag72Cu28/40Cr 接头微观组织
3.2.1 接头形貌及微观组织分析
3.2.2 接头界面反应机理
3.3 焊接工艺参数对接头微观组织的影响
3.3.1 焊接温度对接头微观组织的影响
3.3.2 保温时间对接头微观组织的影响
3.4 焊接接头力学性能及断口分析
3.4.1 焊接工艺参数对接头力学性能的影响
3.4.2 接头断口形貌与断裂机理分析
3.5 本章小结
第4章 Cu-Ti、Cu-Zr合金中间层辅助脉冲电流液相扩散焊连接Ti(C,N)-Al2O3与40Cr
4.1 引言
4.2 Cu73Ti27 中间层连接 Ti(C,N)-Al2O3与 40Cr 界面组织
4.2.1 接头界面微观组织分析
4.2.2 接头界面行为及界面反应产物
4.3 焊接工艺参数对Cu73Ti27接头组织及力学性能的影响
4.3.1 保温时间对接头组织的影响
4.3.2 保温时间对接头力学性能的影响
4.4 Cu53Zr47中间层连接Ti(C,N)-Al2O3与 40Cr界面组织
4.4.1 接头界面微观组织形貌
4.4.2 元素扩散行为及界面反应产物
4.5 焊接工艺参数对Cu53Zr47接头组织及力学性能的影响
4.5.1 焊接温度对接头组织的影响
4.5.2 焊接温度对接头力学性能的影响
4.6 辅助脉冲电流焊缝成形行为分析
4.7 本章小结
第5章 Ti/Cu/Zr扩散偶的元素扩散与界面反应研究
5.1 引言
5.2 扩散分类
5.3 扩散机制及其影响因素
5.4 Cu/Ti固相扩散界面研究
5.4.1 Cu-Ti相图
5.4.2 Cu/Ti扩散层分析
5.4.3 保温时间对Cu/Ti扩散界面的影响
5.5 Cu/Zr固相扩散界面研究
5.5.1 Cu-Zr相图
5.5.2 Cu/Zr扩散层分析
5.5.3 保温时间对Cu/Zr扩散界面的影响
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3887495
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