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近年来,随着新型碳纤维增强材料的发展,C_f/LAS复合材料具有极低甚至负的热膨胀系数、较高的化学稳定性、较好的机械性能以及优良的抗热震性能,被认为是一种理想的用于尺寸精度和尺寸稳定性要求较高的高温结构材料,已经成功应用于精密仪器和航空航天等领域。将C_f/LAS复合材料与TC4合金连接制成结构件,可拓宽碳纤维增强复合材料的应用领域。本文采用AgCuTi和AgCu两种钎料对C_f/LAS复合材料与TC4合金进行了连接,对接头微观组织与力学性能关系进行了深入研究,并阐明了界面反应机理。采用AgCuTi钎料时,接头的界面结构为C_f/LAS复合材料/TiSi2+TiC/Ti3Cu4/Ag(s,s)/Cu(s,s)/Ti3Cu4/TiCu/Ti2Cu/Ti2Cu+Ti(s,s)/TC4合金;当改变钎焊工艺参数时,接头界面产物的种类没有发生变化,但界面各反应层厚度均发生了相应的改变。随着钎焊工艺参数的提高,TiSi2+TiC/Ti3Cu4以及Ti2Cu/Ti2Cu+Ti(s,s)反应层的厚度增加,Ti3Cu4/TiCu以及焊缝中心的Ag(s,s)+Cu(s,s)反应层厚度减小,Ti2Cu反应层由断续变成连续继而增厚,Cu(s,s)的数量减少直至消失;当钎焊温度为890℃,保温时间为10min时,接头的室温剪切强度达到最大值26.4MPa,低于或高于890℃/10min工艺参数时,接头的室温抗剪强度都有所下降;通过对接头剪切断口分析,在钎焊工艺参数较低或适中的条件下,断裂主要发生在TiSi2+TiC层中。在钎焊工艺参数较高的条件下,断裂主要发生在TiSi2+TiC/Ti3Cu4界面处以及Ti3Cu4层中。为了降低接头残余应力、提高接头的机械性能,采用AgCu钎料对C_f/LAS复合材料与TC4合金进行了连接,结果发现,在较低工艺参数下,C_f/LAS复合材料/TC4合金界面结构为C_f/LAS复合材料/TiSi2+TiC/Ti2Cu3/Ag(s,s)/Cu(s,s)/Ti3Cu4/TiCu/Ti2Cu/Ti2Cu+Ti(s,s)/TC4合金。随着钎焊温度的升高或保温时间的延长,Ti2Cu3反应相逐渐消失,Ti3Cu4新相生成,此时的界面结构为C_f/LAS复合材料/TiSi2+TiC/Ti3Cu4/Ag(s,s)/Cu(s,s)/Ti3Cu4/TiCu/Ti2Cu/Ti2Cu+Ti(s,s)/TC4合金。随着钎焊工艺参数的提高,TiSi2+TiC/Ti2Cu3以及Ti2Cu/Ti2Cu+Ti(s,s)反应层的厚度增加,Ti3Cu4/TiCu以及焊缝中心的Ag(s,s)+Cu(s,s)反应层厚度减小,Ti2Cu反应层由断续变成连续继而增厚,Cu(s,s)的数量减少直至消失,Ti2Cu3反应相生成为Ti3Cu4相;当钎焊温度为880℃保温时间为10min时,接头的室温剪切强度达到最大值33.5MPa,低于或高于880℃/10min工艺参数时,接头的抗剪强度下降;通过对接头断口分析,在钎焊工艺参数较低或适中的条件下,断裂主要发生在TiSi2+TiC层中。在钎焊温工艺参数较高的条件下,断裂发生在TiSi2+TiC/Ti3Cu4界面处以及Ti3Cu4层中。对钎焊接头中的各相进行热力学分析和反应机理研究,并从原子扩散理论出发分析了TC4合金和C_f/LAS复合材料的钎焊过程,为了阐明这两种材料在钎焊连接过程中的界面形成机理,现将其冶金反应过程划分为如下四个阶段:(1)TC4母材与液态钎料间的相互作用阶段;(2)TC4侧原子扩散层的形成、复合材料侧Ti原子的扩散及复合材料侧反应层的形成阶段;(3)TC4母材在液态钎料中的持续溶解、钎缝成分均匀化及复合材料侧反应层的增厚阶段;(4)TC4母材在液态钎料中的溶解度达到饱和、复合材料侧反应层厚度稳定及钎缝中反应产物凝固阶段。