TZM合金与WRe合金的SPS扩散连接及机理研究

发布时间：2023-02-13 17:26

　　本工作采用放电等离子烧结技术(SPS),对钛锆钼(TZM)合金和钨铼(WRe)合金进行高温直接扩散连接和添加钛(Ti)中间层低温扩散连接两种实验方案。采用扫描电镜、能谱仪及强度测试等手段对焊接接头的微观组织和力学性能进行分析,确定最佳的工艺参数,并且对其机理进行探索。在不添加任何中间过渡层时,通过分析圆片试验件接头的组织形貌、力学性能及热疲劳性能,获得最佳焊接工艺参数,再采用最佳工艺焊接拉伸试验件、结构试验件及点火试验件。对于圆片试验件,当压力为20 MPa,保温时间为30min时,1300¹600 ^oC焊接温度区间内均实现了TZM合金与WRe合金的有效连接,界面平整,无裂纹及未焊合的区域。元素Mo与W的扩散深度随焊接温度的增加而增加,在同一焊接温度下Mo在WRe的扩散深度大于W在TZM的扩散深度,在TZM/WRe界面谱线连续光滑,生成了钼钨固溶体。当焊接温度为1500oC时,TZM/WRe接头的室温剪切强度达到最大值,剪切强度和三点弯曲强度分别为497±50 MPa和910±65 MPa;对于拉伸试验件,TZM/WRe接头室温拉伸强度达到4...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 TZM合金和WRe合金概述
        1.2.1 TZM合金的特性及用途
        1.2.2 WRe合金的特性及用途
    1.3 扩散焊研究现状
        1.3.1 扩散焊接原理
        1.3.2 扩散焊接影响因素
        1.3.3 扩散焊接技术的应用
        1.3.4 基于放电等离子烧结(SPS)技术的扩散焊接
    1.4 本课题主要研究内容
第二章 试验材料、设备与方法原理
    2.1 试验材料
    2.2 SPS扩散焊接设备
    2.3 测试分析仪器
    2.4 力学性能表征
        2.4.1 显微硬度测试
        2.4.2 剪切性能和三点弯曲性能测试
        2.4.3 拉伸性能测试
        2.4.4 抗热震性能测试
第三章 TZM合金与WRe合金的扩散连接及在航天中的应用
    3.1 引言
    3.2 TZM合金与WRe合金的SPS扩散焊接可行性研究
        3.2.1 SPS连接工艺概述
        3.2.2 TZM合金与WRe合金的SPS扩散焊接理论分析
    3.3 圆片试验件SPS扩散焊接
        3.3.1 圆片试验件SPS扩散焊接模具设计及工艺研究
        3.3.2 扩散连接温度对圆片试验件接头组织形貌的影响
        3.3.3 扩散连接温度对圆片试验件接头力学性能的影响
        3.3.4 圆片试验件接头热震性能
    3.4 拉伸试验件SPS扩散焊接
        3.4.1 拉伸试验件焊接前准备
        3.4.2 拉伸试验件焊接实验模具设计
        3.4.3 拉伸试验件的SPS扩散焊接工艺
        3.4.4 拉伸试验件结果与分析
    3.5 结构试验件的SPS扩散焊接
        3.5.1 结构试验件焊接前准备
        3.5.2 结构试验件SPS扩散焊接工艺
        3.5.3 结构试验件热震实验后的性能与分析
    3.6 本章小结
第四章 TZM合金与WRe合金的低温扩散焊接
    4.1 引言
    4.2 TZM合金与WRe合金的低温扩散焊接工艺
    4.3 扩散连接压力对接头组织性能的影响
    4.4 扩散连接温度对接头组织和性能的影响
        4.4.1 扩散连接温度对接头组织的影响
        4.4.2 扩散连接温度对接头性能的影响
    4.5 本章小结
第五章 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3741993