C-C復(fù)合材料與TiBw-TC4合金釬焊連接工藝及界面行為研究.pdf

1、C/C復(fù)合材料以低密度、高強(qiáng)度、耐高溫、耐燒蝕、抗沖刷等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天及汽車領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景；TiBw-TC4是短纖維增強(qiáng)的TC4鈦合金，具有密度小、耐高溫、抗氧化和優(yōu)異的綜合性能等特性，兩者連接可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。本文采用TiZrNiCu非晶態(tài)箔片和自制釬料Cu-Ni+(TiB2/SiC)實(shí)現(xiàn)了C/C復(fù)合材料與TiBw-TC4合金的成功連接，確定了接頭的界面組織結(jié)構(gòu)，分析了工藝參數(shù)對接頭組織的影響；測試接頭常溫及高溫力學(xué)性能，確

2、定了接頭斷裂路徑。
　　采用TiZrNiCu釬料釬焊兩種母材，確定T=1173K，t=10min時(shí)，界面結(jié)構(gòu)：C/C復(fù)合材料/TiC+ZrC/(Ti,Zr)2(Cu,Ni)/[Ti(s.s)+(Ti,Zr)2(Cu,Ni)]/TiBw-TC4合金。以抗剪切強(qiáng)度來評價(jià)C/C復(fù)合材料/TiZrNiCu/TiBw-TC4合金接頭的力學(xué)性能，在T=1173K，t=10min時(shí)，接頭抗剪強(qiáng)度最高達(dá)到13.6MPa；此時(shí)斷裂主要在靠近C/C復(fù)

3、合材料側(cè)的TiC反應(yīng)層。
　　采用Cu-Ni+TiB2釬料，在T=1223K，t=10min時(shí)，界面結(jié)構(gòu)為：C/C復(fù)合材料/TiC/Ti(Cu,Al)2/Ti2Cu+TiNi+TiCu+TiB/[Ti2(Cu,Ni)+Ti(s.s)]/TiBw-TC4合金。采用Cu-Ni+TiB2釬料，在T=1223K，t=10min時(shí)，界面結(jié)構(gòu)為：C/C/TiC/Ti(Cu,Al)2/Ti2Cu+TiNi+TiCu+[Ti3SiC2+TiSi2

4、]/[Ti(s,s)+Ti2(Cu,Ni)]/TiBw-TC4合金。增強(qiáng)相顆粒TiB2和SiC的添加，抑制了金屬間化合物的生長，細(xì)化了釬焊接頭組織。
　　以其抗剪切強(qiáng)度來評價(jià)C/C復(fù)合材料/Cu-Ni+(TiB2/SiC)/TiBw-TC4合金接頭的力學(xué)性能，隨著釬焊溫度的升高或保溫時(shí)間的延長，接頭的抗剪切強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后減少的趨勢。在T=1223K，t=10min時(shí)，使用Cu-Ni+TiB2釬料時(shí)，室溫最大抗剪切強(qiáng)度為18.5M