W-Cu復(fù)合材料和不銹鋼真空釬焊接頭組織與性能研究.pdf

1、在實(shí)際使用過程中，W-Cu復(fù)合材料易出現(xiàn)高溫抗氧化性差、低溫韌性不足等問題，限制了在特殊環(huán)境下的正常使用。若將優(yōu)勢性能互補(bǔ)的鎢銅復(fù)合材料和不銹鋼制造成復(fù)合件，可克服其性能缺陷，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。鎢銅復(fù)合材料和不銹鋼的連接困難在于：二者在熔點(diǎn)、熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率及氣體敏感性等相差較大，冶金相容性差，普通熔焊技術(shù)難以獲得優(yōu)質(zhì)W-Cu/不銹鋼接頭。采用釬焊這種固液相連接方法，可有效降低熱循環(huán)和應(yīng)力場對焊縫組織和性能的影響，提高接頭的結(jié)合強(qiáng)度。

2、r>　　本課題采用BNi2、CuMnCo及AgCu系合金釬料對W-Cu復(fù)合材料和1Cr18Ni9不銹鋼進(jìn)行真空釬焊連接，對接頭微觀組織、元素?cái)U(kuò)散、斷裂特征及彎曲強(qiáng)度等進(jìn)行分析研究，研究W-Cu復(fù)合材料和1Cr18N i9鋼異種材料連接機(jī)理。最后討論不同間隙大小對Ni基釬焊接頭影響作用。
　　Ni基接頭組織由?-Ni(Cu)固溶體、Ni(W)固溶相及和部分硼化鉻化合物構(gòu)成。接頭彎曲強(qiáng)度為188MPa,斷裂在釬縫中間層，斷口形貌以解理

3、面為主，并出現(xiàn)少量韌窩痕，整體表現(xiàn)為脆性斷裂。釬縫的顯微硬度明顯高于母材，證實(shí)焊層內(nèi)部生成金屬間化合相。
　　Cu基接頭組織由基體固溶相Cu(Mn)和析出Fe(Co)構(gòu)成，塑韌性好。接頭彎曲強(qiáng)度高達(dá)780MPa,斷裂于W-Cu母材近縫區(qū)，斷面上出現(xiàn)大量韌窩，周圍伴有些許撕裂紋，分析為W/W界面脆性斷裂與釬縫固溶相延性斷裂的混合斷裂。釬縫區(qū)的顯微硬度明顯低于兩側(cè)母材。
　　Ag基接頭組織由W-Cu側(cè)共晶組織及不銹鋼側(cè)富C u相

4、構(gòu)成。釬縫區(qū)顯微硬度較低，與兩側(cè)母材形成特殊的“硬夾軟”結(jié)構(gòu)。接頭彎曲強(qiáng)度達(dá)690MPa,斷裂于不銹鋼近縫區(qū)，斷面沿剪切方向出現(xiàn)密集的等軸狀韌窩和撕裂脊，屬于微孔型45°延性斷裂。
　　20μm間隙Ni基釬焊接頭的彎曲強(qiáng)度最高，釬料活性元素充分?jǐn)U散，基體成分得以平衡溶解過渡。釬縫連接區(qū)硬脆的金屬間化合物分布趨于穩(wěn)定；而100μm間隙接頭釬縫區(qū)出現(xiàn)多層脆性反應(yīng)層，間隙偏大導(dǎo)致液態(tài)釬料填充能力不足，焊層連接區(qū)即出現(xiàn)多處微孔、未熔合等焊