SiC_f/SiC复合材料及GH536高温合金的钎焊工艺及机理研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wd1219981997
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
SiCf/SiC复合材料具有耐高温、高强度、耐腐蚀、耐磨损等突出特点,可以与高温合金GH536连接来制备形状复杂的构件,应用于航空发动机喷管等高温环境。然而,二者的连接存在残余应力较大、界面反应过度以及接头耐热性差等问题。因此,本文首先采用AuCuTi钎料对二者进行焊接,然后通过添加Mo中间层对合金元素进行阻隔,同时缓解界面残余应力。再则,本文还通过向钎料中添加B元素进一步提高接头使用温度,并且该复合钎料对接头强度有着明显的提升作用。首先,本文研究了不同Ti含量的AuCuTi钎料对SiCf/SiC自身的钎焊效果,最终选用AuCu10at.%Ti钎料对SiCf/SiC与GH536二者进行焊接,探究了不同保温时间以及钎焊温度对接头微观组织和力学性能的影响规律。结果显示,由于Ni、Si等元素之间的过度反应,接头强度普遍较低,接头均断裂在陶瓷内部,然后通过热力学计算分析了反应过程中的元素扩散、反应趋势等,从而阐明Ni、Ti元素对界面反应的影响规律。由于Ni、Cr、Fe合金元素与Si、C之间的过度反应、接头处较大的残余热应力是接头失效的主要原因,因此添加Mo作为阻隔层进行焊接。研究了不同钎焊温度、Mo中间层厚度及母材表面打孔对接头微观组织结构和力学性能的影响。同时,对比研究了有无Mo中间层的应力分布情况,对Mo的应力缓解效果进行了分析。结果表明,50μm的Mo能够有效的阻碍元素的扩散,从而对界面反应进行控制,当Mo厚度继续增加时,则其缓解残余应力的作用则占主导。钎焊接头最高剪切强度为85MPa,断裂发生在陶瓷的近界面反应层中。由于AuCuTi在高温的情况下会出现软化现象,从而使得接头失效,因此,在上述钎料中添加了B元素进行焊接。研究了不同工艺参数对接头的微观组织结构以及力学强度的影响规律。结果表明,原位TiB晶须的产生一方面有效地缓解了接头残余应力;同时金属侧的B元素可以促进GH536溶解,从而使得更多的Ni、Fe、Cr元素扩散到陶瓷侧,而陶瓷侧的TiB能够作为形核界面,使Ni2Si等相以弥散分布的形式存在。在1000℃、10min、B含量为3at.%的连接工艺下,接头获得了最高室温剪切强度123MPa。随着B含量的增加,接头的高温强度则逐渐升高,当B含量为20at.%时,接头高温(700℃)剪切强度能够达到40MPa。
其他文献
随着智能电网技术的推广,IEC61850已成为智能变电站的重要标准规范。日志服务作为IEC61850的基本要求,被广泛应运用于智能电子设备(IED)中。日志服务模型具有数据记录和存储
目的:探索钛种植体表面钴元素的加载方法,评估载钴钛种植体的细胞毒性。方法:纯钛表面通过不同电压阳极氧化处理形成不同管径的二氧化钛纳米管涂层。采用水热处理技术在二氧化
在零售行业掀起“新零售”浪潮的背景下,供应链成员(如制造商、零售商)纷纷寻求转型升级,紧紧围绕消费者为核心,将生产和销售从以产品为导向转向以消费者需求为导向,进行技术
国家电网公司提出建设“坚强智能电网”的发展规划,并进入全面建设阶段,而电力通信传输网络是电力系统的基础,承载整个电力系统的数据通信。本文根据地区电力通信网络实际情况,详
目的:了解口腔扁平苔藓(OLP)患者外周血单个核细胞(PBMCs)中PD-1 mRNA、PD-L1 mRNA的表达及意义。方法:分别采用流式细胞术和散射比浊法分析36例OLP患者外周血淋巴细胞亚群(CD3^+、CD