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《哈尔滨工业大学》 2010年
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GH4169合金真空扩散连接技术研究

于康  
【摘要】: 膜片类元件作为箭体阀门弹性元件,常因自身的缺陷而限制了其适用范围。本文采用GH4169合金膜盒结构代替膜片结构,研究了GH4169合金直接扩散连接和加中间层Cu或Ni箔的间接扩散连接工艺,包括表面处理状态、扩散连接温度、保温时间、扩散压力的影响。借助SEM、EDS、XRD、纳米压痕等分析测试手段,分析了工艺参数对接头界面组织结构及性能的影响。 通过对GH4169合金真空直接扩散连接的试验和分析,确定采用HCl+HNO3复合酸化学酸洗处理GH4169合金表面,能有效去除其表面稳定而致密的氧化膜Cr2O3和Al2O3。接头界面没有任何反应层生成,只有扩散孔隙的存在。随着连接温度的升高,保温时间的延长,扩散压力的增大,接头扩散孔隙数量减少,尺寸变小。 以抗拉强度来评价GH4169合金扩散连接接头力学性能,在T=1100℃,t=90min,P=40MPa条件时,接头扩散孔隙基本消失,接头抗拉强度可达707MPa,接头变形量为9.8%,此时接头在界面处断裂,为脆性断裂。 采用纯Cu箔中间层间接扩散连接GH4169合金,接头界面处只有固溶体层的生成;随着中间层厚度的减小,接头强度逐渐提高;当Cu箔中间层厚度为20μm时,随着连接温度的升高,保温时间的延长,扩散压力的增大,固溶体层厚度先逐渐变大,后缓慢变化,接头抗拉强度也呈现先快速增长,后平缓变化的趋势。当T=950℃/t=60min/P=10MPa时,接头抗拉强度达到720MPa;接头断裂在Cu中间层。 采用纯Ni箔中间层间接扩散连接GH4169合金,接头界面与直接扩散连接相似,只有扩散孔隙的存在;随着连接温度的升高,保温时间的延长,扩散压力的增大,扩散孔隙逐渐消失,接头抗拉强度呈现先快速增长后平缓变化的趋势。当T=990℃/t=75min/P=15MPa时,接头抗拉强度达840MPa;接头断裂位置在中间层Ni。 最后,以Ni箔作为GH4169合金间接扩散连接的中间层材料,采用整体拘束方式间接扩散连接膜盒结构,焊后变形较小。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG453.9

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