TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的扩散焊接工艺研究

论文摘要

研究钛合金与不锈钢异种金属的焊接,对于合理、充分、高效地利用钛合金材料具有重要意义,同时为综合发挥两种合金各自优良的性能,提高相关产品的适用性开辟了一条新的途径。本文研究了TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的恒温恒压扩散焊接、超声波加载扩散焊接和相变超塑性扩散焊接三种不同的扩散焊接工艺。在恒温恒压扩散焊接试验中,研究了焊接温度、焊接压力、焊接时间对接头性能的影响,确定了焊接的最佳工艺参数:T=880℃、P=10MPa、t=30min;在超声波加载扩散焊接试验中,研究了加载次数对焊接接头性能的影响,确定了最佳工艺参数:T=880℃、P=10MPa、t=30min、N=10次;在相变超塑性扩散焊接试验中,研究了循环上限温度Tmax对接头性能的影响,确定了焊接的最佳工艺参数:Tmin=800℃、Tmax=890℃、P=10MPa、N=30次。本文分析了扩散焊接的界面结合过程,找到了提高焊接质量的方法。分析了三种不同的扩散焊接工艺,通过对比它们的最佳接头的金相照片、线扫描照片和显微硬度分布图可以得知:在扩散焊接中超声波加载和循环相变确实能起到促进扩散和提高焊接质量的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 钛合金和不锈钢焊接性能分析
• 1.3 钛合金和不锈钢焊接的研究现状
• 1.3.1 钎焊
• 1.3.2 熔焊
• 1.3.3 爆炸焊
• 1.3.4 扩散焊
• 1.4 扩散焊接的基本理论
• 1.4.1 扩散的微观机理
• 1.4.2 扩散焊接过程
• 1.5 本文研究思路
• 第二章 试验材料及试验方案
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验设备及原理
• 2.2.1 超声波焊接设备的组成原理
• 2.2.2 焊接感应加热和温度控制原理
• 2.3 试验方案
• 2.3.1 焊接示意图
• 2.3.2 焊接件的前处理
• 2.3.3 焊接工艺路线图
• 2.4 接头组织分析
• 第三章 TC4/1Cr18Ni9Ti的扩散焊接试验结果及分析
• 3.1 引言
• 3.2 TC4 /1Cr18Ni9Ti的恒温恒压扩散焊接试验
• 3.2.1 典型焊接界面分析
• 3.2.2 焊接温度的影响
• 3.2.3 焊接压力的影响
• 3.2.4 焊接时间的影响
• 3.3 TC4 /1Cr18Ni9Ti的超声波加载扩散焊接试验
• 3.3.1 超声波加载扩散焊接原理
• 3.3.2 加载次数的影响
• 3.4 TC4 /1Cr18Ni9Ti的相变超塑性扩散焊接试验
• 3.4.1 相变超塑性扩散焊接的原理
• 3.4.2 相变超塑性扩散焊接的接头分析
• 3.4.3 循环上限温度的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 综合讨论分析
• 4.1 引言
• 4.2 界面接合理论讨论
• 4.3 焊接界面扩散分析
• 4.4 三种扩散焊接的比较讨论
• 4.4.1 接头金相分析
• 4.4.2 接头扫描电镜分析
• 4.4.3 接头显微硬度分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位论文期间发表的学术论文