泡沫镍复合中间层钎焊W-Cu与1Cr18Ni9钢接头组织与性能研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Lxue_hlp
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
W-Cu作为具有良好综合性能的一种新型复合材料,被广泛应用于机械工程、电子信息、航空航天等场景中。在实际应用过程中,需要与1Cr18Ni9钢进行连接,但是得到的焊缝组织分布不均匀,钎缝界面应力集中。泡沫金属作为由于其独特的网状结构以及较好的抗冲击性能,在各科领域受到广泛研究。本文采用金属泡沫镍中间层复合Ag Cu Ti钎料实现W-Cu复合材料与1Cr18Ni9钢的真空钎焊连接。分别采用孔隙率为30%与90%的泡沫镍中间层复合Ag Cu Ti钎料对W-Cu复合材料与1Cr18Ni9不锈钢进行真空钎焊连接。利用OM、SEM、EDS、XRD、ANSYS等手段对接头微观组织、元素扩散、断裂特征、弯曲强度以及应力分布进行研究分析,研究W-Cu/Ag Cu Ti+泡沫Ni/1Cr18Ni9钢钎焊接头的连接机理,建立微观组织与力学性能、应力分布的联系。采用30%孔隙率泡沫复合中间层得到的钎焊接头,界面结合良好,钎缝主要由均匀分布的Cu-Ni-Ti rich增强相、Ag-Cu共晶组织与Ti(W)、Ni(W)固溶体组成,在不锈钢侧扩散层形成少量Cu Ti、Fe2Ti相,接头弯曲强度达到590MPa。断裂发生在钎缝与不锈钢钎焊界面,断面上出现较多深度较浅的韧窝,周围伴有撕裂纹,分析认为是不锈钢界面脆性断裂与钎缝固溶相延性断裂的混合断裂。钎缝区的显微硬度略低于两侧母材,整体呈V型规律分布。采用90%孔隙率泡沫复合中间层得到的钎焊接头界面连续、完整,但在钎缝中存在少量不规则裂纹与细小孔洞,钎缝主要由富Cu固溶相、Ag-Cu共晶组织、Ti(W)、Ni(W)固溶相与相对少量不规则的Cu-Ni-Ti rich相组成,在不锈钢界面形成多层金属间化合物(Cu Ti,Fe2Ti、Cr2Ti),接头弯曲强度为530MPa。钎缝区显微硬度较低,明显低于两侧母材,断裂位置同样在在钎缝与不锈钢界面,是典型的脆性断裂,说明不锈钢界面是接头的薄弱区域。在组织分析的基础上,对泡沫复合中间层钎焊W-Cu与1Cr18Ni9钢接头的应力分布进行研究。通过有限元模拟分析可知,两种孔隙率下的钎焊接头应力分布规律类似,在不锈钢与钎缝连接界面处发生应力集中情况,并在不锈钢棱边处出现最大轴向拉应力,裂纹容易在此处萌生;随着距钎缝距离越远,残余应力值急剧减小;30%孔隙率泡沫复合中间层钎焊接头中最大等效应力值低于90%泡沫复合中间层钎焊接头最大等效应力值,与实际获得的钎焊接头性能、断裂位置相吻合。
其他文献
学位
学位
学位
学位
学位
学位
学位
学位
学位
柴油发动机应用广泛,处在所属产业链的相对核心的位置。而气缸套是发动机的心脏部位,属于关键零件。在缸体上部气缸孔内镶嵌气缸套,目的是解决成本与寿命之间的矛盾,气缸内镶嵌用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套,而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成,这样即延长了使用寿命,又节省了好材料。气缸内表面由于受高温高压燃气的作用并与高速运动的活塞接触而极易磨损。为提高气缸的耐磨性和延长气缸的使用寿命而又有不