石墨與鉬合金釬焊材料與釬焊工藝的研究.pdf

1、該文主要就三種釬焊材料(Ti-Si釬料、Zr釬料、Ti釬料)對石墨和TZM合金的焊接工藝和接頭的焊接性能展開研究,研究包括三種釬焊材料對石墨和TZM合金的潤濕鋪展性能和最佳加入量;分析了接頭組織和機(jī)械性能;研究了釬縫組織的形成機(jī)理.在試驗和分析的基礎(chǔ)上優(yōu)化了對釬接質(zhì)量有直接影響的釬焊溫度、時間、壓力等工藝參數(shù).研究結(jié)果表明:(1)Ti-Si釬料對TZM合金和石墨都有較好的潤濕鋪展性,能夠獲得一定剪切強(qiáng)度的釬焊組織.但是Ti-Si釬料為粉

2、狀,釬料的涂敷、產(chǎn)品的裝配較為復(fù)雜,實際操作時工藝性較差,并且釬焊接頭再熔化溫度低于1400℃,這個溫度低于石墨-鑰合金復(fù)合連接件產(chǎn)品的實際使用溫度.該試驗的研究結(jié)果對后續(xù)的研究工作-選用Zr釬料和Ti釬料片材,以此優(yōu)化焊接工藝性起到了很好的指導(dǎo)作用.(2)Zr釬料對TZM合金和石墨均具有良好的潤濕鋪展性能.Zr釬料與母材石墨和TZM發(fā)生冶金結(jié)合、化學(xué)結(jié)合及機(jī)械結(jié)合,形成性能良好的釬接組織,釬縫組織由ZrC、Zr、和Mo-Zr等組成.試

3、驗確定了Zr釬焊最佳溫度、時間、壓力和加入量等參數(shù)最佳范圍;分析了釬焊機(jī)理和釬接組織,剪切試驗證明接頭有較優(yōu)的抗剪強(qiáng)度.試驗發(fā)現(xiàn)在壓力作用下,在低于Zr 的熔化溫度時,Zr釬料與Mo發(fā)生反應(yīng)形成Mo-Zr共晶組縱,生成的共晶組織的流動性好,從而容易導(dǎo)致釬料流失嚴(yán)重,使得釬焊接頭的質(zhì)量不穩(wěn)定.并且Mo-Zr共晶組織的形成降低了釬接接頭的再熔化溫度(<1550℃),從而限制了Zr釬料在高溫(>1600℃)狀態(tài)下的應(yīng)用.(3)Ti釬料對TZM

4、合金和石墨均具有良好的潤濕鋪展性能.Ti釬料與石墨和TZM母材通過接觸反應(yīng)釬焊和擴(kuò)散釬焊形成性能良好的釬接組織.分析發(fā)現(xiàn)釬縫組織由TiC、Ti和Ti-Mo固溶體等組成.該研究優(yōu)化了Ti釬料的最佳釬焊溫度、時間、壓力和釬料的加入量等參數(shù).該文分析了釬縫組織和形成過程,還分析了釬縫組織的釬焊機(jī)理.研究發(fā)現(xiàn)Ti釬料能與Mo形成無限固溶體,與石墨的C形成高熔點(diǎn)物質(zhì)TiC,這些因素促使了接頭的機(jī)械性能和重熔溫度的提高,是獲得良好釬縫組織的關(guān)鍵.剪