收藏本站
《重庆大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

近α相钛合金与奥氏体不锈钢的相变超塑性扩散焊接研究

黄家伟  
【摘要】:在航空航天、化工等领域经常需要对钛合金和不锈钢进行焊接。目前应用的焊接方法主要有熔焊、钎焊、爆炸焊和扩散焊等,但是焊接所需温度较高、得到的焊接接头的性能难以满足应用要求。相变超塑性扩散焊接是一种较新的焊接方法;相变超塑性状态下,原子处于高度活化状态,扩散加速,从而可能在较低温度和较短时间实现材料的良好连接。 本文利用相变超塑性扩散焊接方法,在Gleeble-1500D型热模拟试验机上对TA17近α钛合金与0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行了直接对焊试验;对焊接接头进行了拉伸试验;分析了焊接接头的金相组织、显微硬度分布、接头成分分布及形成的物相;对拉伸断口进行了扫描电镜观察、成分分析和图像分析。 分析了焊接接头抗拉强度和焊接工艺参数之间的关系,得到了最佳工艺参数。当循环上限温度Tmax=890℃、下限温度Tmin=800℃、循环次数N=10次、焊接压力P=5MPa、加热速度Vh=30℃/s、冷却速度Vc=10℃/s,焊接接头的抗拉强度达到最大值(307MPa),比其他方法得到的最大强度高出60MPa,同时最佳工艺条件下的焊接时间只有160s。 焊接接头处形成了一系列过渡和TiFe、TiFe2、TiNi、σ相和β-Ti固溶体等相;随着循环次数的增加和上限温度的升高,钛合金与不锈钢之间的互扩散加强,过渡区域的厚度和金属间化合物的数量增加。断口上同时存在以β-Ti为基的固溶体相和金属间化合物相,断口上固溶体所占面积比例越大,其相应的接头抗拉强度越高。 同时,分析了拉伸断口形貌的形成原因及其与工艺参数的关系;理论上阐述了相变超塑性的作用机理,并予以实验证实。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG457

免费申请
【引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李鹏;李京龙;;添加中间层扩散连接钛合金与不锈钢研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 袁新建;钛合金与不锈钢脉冲加压扩散连接工艺及界面结构研究[D];重庆大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾悦坚;张炳范;赵裕民;李午申;;不锈钢与铜的扩散焊接[J];焊接;1986年04期
2 孙荣禄,张九海,黄喜东;中间过渡金属V+Cu对钛合金与不锈钢扩散焊接头性能的影响[J];焊接;1997年02期
3 周荣林,张九海,田锡唐;钛/不锈钢相变扩散连接工艺研究[J];焊接;1999年02期
4 张贵锋 ,张建勋 ,包亚峰;日本关于固相扩散焊界面空洞收缩机理的研究[J];焊接;2001年10期
5 何鹏,张九海,冯吉才,钱乙余;相变扩散连接界面物理接触行为的数值分析[J];焊接学报;1999年S1期
6 何鹏,张九海,冯吉才,钱乙余;相变扩散连接界面生成金属间化合物的数值模拟[J];焊接学报;2000年03期
7 吴艳青,裴怡,杨永兴,张建勋;相变超塑性焊接(TSW)过程的有限元分析[J];焊接学报;2000年04期
8 张九海,何鹏;扩散连接接头行为数值模拟的发展现状[J];焊接学报;2000年04期
9 何鹏,冯吉才,钱乙余,张九海;扩散连接接头金属间化合物新相的形成机理[J];焊接学报;2001年01期
10 何鹏,冯吉才,钱乙余;扩散连接界面物理接触行为的动态模型[J];焊接学报;2001年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张田仓 ,蒋和清;马口铁的快速滚焊[J];焊接;1994年06期
2 郝虎在,郭治安;低压阀门密封面火焰喷焊铜合金[J];焊接;1995年12期
3 周荣林,张九海,田锡唐;钛/不锈钢相变扩散连接工艺研究[J];焊接;1999年02期
4 王雅生,蔡洪能,张庆,薛小怀;异种金属电容储能冲击焊规范参数优化及接头连接机理分析[J];焊接;2000年11期
5 康慧,胡刚,赵鹏飞,曲平;Sn,Ga对Al-Ti异种合金真空钎焊的影响[J];焊接;2001年06期
6 李亚江 ,吴会强 ,陈茂爱 ,杨敏 ,冯涛;Cu/Al扩散焊工艺及结合界面的组织性能[J];焊接;2001年10期
7 何鹏 ,冯吉才 ,韩杰才 ,钱乙余;TiAl/V/Cu/40Cr钢扩散连接界面组织结构对接头强度的影响[J];焊接;2002年07期
8 何鹏,冯吉才,韩杰才,钱乙余;TiAl/Ti/V/Cu/40Cr钢扩散连接界面组织结构对接头强度的影响[J];焊接;2002年11期
9 王娟,李亚江,吴会强,刘强;Fe_3Al/Q235异种材料扩散焊工艺[J];焊接;2003年04期
10 宋敏霞,赵熹华,郭伟,冯吉才;钛合金与其它金属材料扩散连接研究现状与发展[J];焊接;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李鹏;李京龙;;添加中间层扩散连接钛合金与不锈钢研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
2 程东海;胡文斌;陈益平;胡德安;;铝钢异种材料激光焊接接头力学性能研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
3 范述宁;郭励武;刘建伟;白志伟;;钛-钢复合板的热处理及复合界面研究[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年
4 吴崇周;;TC18钛合金加工工艺对组织和性能的影响[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
5 程耀永;马文利;李晓红;;利用Ti基混合粉反应钎料钎焊TC4合金[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
6 齐立君;蔡洪涛;;Nb-1Zr与1Cr18Ni9Ti高温真空钎焊工艺研究[A];中国核学会核材料分会2007年度学术交流会论文集[C];2007年
7 王虹;马光;郑晶;;医用铂金内电极制备工艺的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(5)[C];2007年
8 何正阳;浦绍祥;;高合金钢小径管焊接充氩保护的方法和充氩参数的改进和应用[A];中西南十省区(市)焊接学会联合会第九届年会论文集[C];2006年
9 李炎;魏世忠;张万红;龙锐;;TiC陶瓷/碳钢爆炸焊接界面电子显微分析[A];中南地区第十六届电子显微镜学术交流会论文集[C];2007年
10 徐志锋;吕向阳;马永山;;X70管线钢预热温度的确定[A];第四届石油工程焊接技术交流研讨会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
2 张鹏;双相钢电阻点焊性能特征与焊接机理研究[D];华中科技大学;2010年
3 袁志军;球管焊接数值模拟及焊接残余应力影响因素研究[D];南昌大学;2010年
4 王胜民;机械镀锌无结晶形层的研究[D];昆明理工大学;2010年
5 潘金芝;复合冷作模具钢的研究[D];大连交通大学;2010年
6 尤振平;钛合金的显微组织与动态性能的关系研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
7 吴铭方;铝合金与不锈钢低温扩散焊及界面主组元扩散行为研究[D];江苏大学;2011年
8 徐雪峰;5083铝合金力学性能及超塑性成形数值模拟与实验研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 袁宝国;置氢Ti–6Al–4V合金室温变形行为及改性机理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 周宇;新型医用钛合金的制备、热机械加工工艺及表面生物活化研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁峰;瞬时液相扩散连接及其热应力有限元模拟研究[D];河南理工大学;2010年
2 张羽廷;热等静压处理对铀表面铝(钛)镀层及界面特性的影响[D];中国工程物理研究院;2010年
3 彭新元;热氢处理对钛合金组织和切削性能的影响[D];南昌航空大学;2010年
4 李娟;钛合金基于m值的高效超塑性成形机制研究[D];南昌航空大学;2010年
5 褚元召;基于MARC的典型焊接结构件残余应力预测及应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 李倩;钛合金激光熔覆工艺与形状修复试验研究[D];大连理工大学;2010年
7 韩小云;有氧烧结镍基自熔合金涂层的研究[D];华东理工大学;2011年
8 李玉章;连续挤压铜包钢线材工程化关键问题实验研究[D];昆明理工大学;2010年
9 周健;提高热作模具用H13钢性能的研究[D];昆明理工大学;2009年
10 黄文芳;钛—铜层状复合材料制备工艺与性能的研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾悦坚;张炳范;赵裕民;李午申;;不锈钢与铜的扩散焊接[J];焊接;1986年04期
2 孙荣禄,张九海,黄喜东;中间过渡金属V+Cu对钛合金与不锈钢扩散焊接头性能的影响[J];焊接;1997年02期
3 周荣林,张九海,田锡唐;钛/不锈钢相变扩散连接工艺研究[J];焊接;1999年02期
4 秦斌,盛光敏,黄家伟,周波,邱绍宇,李聪;纳米镍粉在钛合金-不锈钢扩散焊接中的应用[J];核动力工程;2004年05期
5 张贵锋,张建勋,王士元,邱凤翔,杨永兴;日本液相扩散焊(TLP)钢管对焊技术研究近况[J];焊管;2003年05期
6 吴艳青,裴怡,杨永兴,张建勋;相变超塑性焊接(TSW)过程的有限元分析[J];焊接学报;2000年04期
7 何鹏,冯吉才,钱乙余,张九海;扩散连接接头金属间化合物新相的形成机理[J];焊接学报;2001年01期
8 史长根,王耀华,蔡立艮,康丽霞;爆炸焊接界面的结合机理[J];焊接学报;2002年02期
9 孙荣禄,李慕勤,张九海,黄喜东;中间过渡金属对钛合金与不锈钢扩散焊接头强度的影响[J];焊接学报;1996年04期
10 李鹏;李京龙;熊江涛;张赋升;;TA2/Ni+Nb中间层/1Cr18Ni9Ti扩散焊接头的组织与性能[J];航空材料学报;2010年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 蒋斌;纳米颗粒复合电刷镀镍基镀层的强化机理及其性能研究[D];重庆大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 周波;不锈钢与钛合金脉冲加载扩散焊接工艺研究[D];重庆大学;2004年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 韩靖;表面自纳米化不锈钢与钛合金扩散连接研究[D];重庆大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李会;工业挤压态AZ31B镁合金扩散焊接工艺实验研究[D];太原理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾悦坚;张炳范;赵裕民;李午申;;不锈钢与铜的扩散焊接[J];焊接;1986年04期
2 王国保;;加速器束流钛窗的钎焊[J];焊接;1990年04期
3 董俊慧,霍立兴,张玉凤;低碳钢管道焊接残余应力有限元分析[J];焊接;2000年12期
4 何鹏,冯吉才,张秉刚,钱乙余,郭德伦,侯金保;TiAl基合金与40Cr钢扩散连接的界面结构及接合强度[J];焊接;2000年12期
5 魏艳红,刘仁培,董祖珏;不锈钢焊接凝固裂纹温度场的数值模拟[J];焊接学报;1999年03期
6 刘仁培,董祖珏,魏艳红;不锈钢焊接凝固裂纹应力应变场数值模拟模型的建立[J];焊接学报;1999年04期
7 何鹏,张九海,冯吉才,钱乙余;相变扩散连接界面物理接触行为的数值分析[J];焊接学报;1999年S1期
8 刘敏,陈士煊,霍立兴,张玉凤;延性断裂韧度统计分布的数值模拟方法[J];焊接学报;2000年02期
9 魏艳红,刘仁培,董祖珏;不锈钢焊接凝固裂纹应力应变场数值模拟结果分析[J];焊接学报;2000年02期
10 张显辉,谭长瑛,陈佩寅;焊接接头氢扩散数值模拟(I)[J];焊接学报;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 刘仁培;董祖珏;魏艳红;;焊接凝固裂纹数值模拟前处理系统[A];第十次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2001年
2 汪建华;;焊接力学数值模拟的发展及其工程应用[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕念春;王玖升;王云涛;;铝合金与奥氏体不锈钢的火焰钎焊[J];沈阳理工大学学报;2009年02期
2 龙丹;吴永忠;孔德军;;喷丸处理对X70管线钢埋弧自动焊接接头拉伸性能的影响[J];四川大学学报(工程科学版);2011年S1期
3 齐铂金;许海鹰;周兴国;黄松涛;;快变换超音频直流脉冲TIG焊[J];焊接学报;2009年07期
4 周留成;周磊;李应红;汪诚;;激光冲击强化对不锈钢焊接接头拉伸性能的影响[J];焊接学报;2011年04期
5 丸山敏治,梁桂芳;不锈钢焊接用药芯焊丝[J];造船技术;1993年07期
6 孟威;杨瑞成;舒俊;胡天雷;牛绍蕊;;不锈钢热轧板材焊接接头的晶间腐蚀试验[J];腐蚀与防护;2009年10期
7 赵勇桃;赵莉萍;麻永林;裴晓兵;;薄壁1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的焊接试验[J];内蒙古科技大学学报;2008年03期
8 周磊;汪诚;周留成;陈科庆;;激光冲击表面强化对焊接接头力学性能的影响[J];中国表面工程;2010年05期
9 ;磁埸焊接[J];电焊机;1972年06期
10 汤小红;钟利萍;庞涛;;Al-Mg-Si 6082合金氩弧焊焊接接头的力学性能与微观组织[J];焊接技术;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张建;罗国强;沈强;李美娟;王仪宇;张联盟;;MB2/LY12异种金属真空扩散焊及界面组织[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
2 董俊明;何兴利;;电阻焊管在混合硝酸盐溶液中的应力腐蚀破裂[A];第四届全国压力容器学术会议论文集[C];1997年
3 田远;王飞;黄凡;李强;;TCS不锈钢典型焊接接头的疲劳性能研究[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(一)[C];2007年
4 王联国;;钛管-钛钢复合管板焊接接头射线检测[A];陕西省第十届无损检测年会论文集[C];2006年
5 王宇;罗玉林;戴虹;陈丽;;高原地区钢轨现场焊平直度研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
6 杨成刚;国旭明;钱百年;徐强;;高强Al-Cu合金2219焊接接头组织与性能[A];第十一次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2005年
7 段权;;压力容器用16MnR钢焊接接头疲劳裂纹扩展规律的研究[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年
8 阳代军;霍立兴;张玉凤;;国产塑料压力管道热熔对接焊机的研制与开发[A];2002年中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集[C];2002年
9 梁希明;;高纯铝的焊接[A];安徽省焊接技术交流会论文集[C];2006年
10 潘进钱;叶盛;苏志鹏;吴近森;;磷铜—纯银双极电凝镊的研制与应用[A];2007浙江省神经外科学学术年会论文汇编[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 丁根;北美不锈钢市场可能出现供应过剩[N];中国冶金报;2006年
2 通讯员 张俊喜 记者 苏勇;太钢将大量生产铬系不锈钢[N];中国冶金报;2007年
3 ;国际不锈钢交易价持续上扬[N];世界金属导报;2006年
4 李成;民营不锈钢的发展前景[N];中国冶金报;2003年
5 ;“吸铁石”怎能辩别不锈钢的真伪[N];世界金属导报;2005年
6 刘魁;不锈钢为什么生锈 ?[N];中华建筑报;2005年
7 全国炼钢连铸技术知识竞赛专家组;不锈钢的分类和冶炼[N];中国冶金报;2007年
8 周辛立;第五届国际不锈钢展将于9月在沪举行[N];中国冶金报;2007年
9 蒋家华;镍价三月内跌去一半[N];中国证券报;2007年
10 徐虞利;国内不锈钢厂拟减产20% 镍价跳水[N];上海证券报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐荣正;镁合金焊接接头腐蚀行为及电弧喷涂防护研究[D];大连理工大学;2011年
2 吴良晨;超声频分量双周疲劳载荷作用下焊接接头的疲劳性能[D];天津大学;2008年
3 赵菲;AZ31B镁合金TIG焊接接头的深冷强化机理[D];太原科技大学;2012年
4 邹吉权;超高强度钢及其焊接接头的断裂行为研究[D];天津大学;2009年
5 张红霞;AZ31B镁合金及其TIG焊焊接接头疲劳断裂行为及评定研究[D];太原理工大学;2010年
6 车洪艳;铝合金汽车部件的变形及损伤行为[D];兰州理工大学;2008年
7 马崇;P92钢焊接接头IV型蠕变开裂机理及预测方法研究[D];天津大学;2010年
8 唐建群;LPG球罐腐蚀特性与再制造技术的基础研究[D];南京工业大学;2006年
9 李新梅;Super304H奥氏体钢焊接接头组织与性能研究[D];山东大学;2010年
10 卢耀辉;铁道客车转向架焊接构架疲劳可靠性研究[D];西南交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄家伟;近α相钛合金与奥氏体不锈钢的相变超塑性扩散焊接研究[D];重庆大学;2004年
2 吴冰;不锈钢焊接接头疲劳失效评定方法研究[D];天津大学;2004年
3 李艳;采用有限元分析多因素对焊接接头裂纹尖端塑性区的影响[D];太原理工大学;2002年
4 王俊;结构钢焊接接头的J_(IC)测试方法研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
5 石锋;焊接技术实现大口径弯管的成形工艺研究[D];天津理工大学;2010年
6 束彪;2195铝锂合金焊接工艺及其接头组织性能研究[D];沈阳航空工业学院;2010年
7 谢蕊;AZ31B镁合金及其焊接接头平面应变断裂韧度的试验研究[D];太原理工大学;2010年
8 毕越宽;石化装置用奥氏体不锈钢焊接接头的腐蚀与失效研究[D];兰州理工大学;2011年
9 丁方;非对称应力应变场焊接接头断裂性能及其安全性评定方法研究[D];西安理工大学;2005年
10 王冰;热挤压法制备镁合金焊丝及其焊接接头分析[D];西安理工大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026