C-SiC復(fù)合材料與TC4釬焊工藝研究.pdf

1、C/SiC復(fù)合材料作為一種新型材料，充分結(jié)合了碳纖維和SiC基體的優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)出低密度、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(chē)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本文采用TiZrNiCu非晶態(tài)箔片與Ni箔片實(shí)現(xiàn)了C/SiC復(fù)合材料與TC4合金的成功連接，確定了兩種接頭的界面組織結(jié)構(gòu)，分析了工藝參數(shù)對(duì)接頭組織的影響，解明了界面連接機(jī)理；測(cè)試了接頭常溫及高溫力學(xué)性能，確定了接頭斷裂路徑，建立了工藝參數(shù)-界面結(jié)構(gòu)-力學(xué)性能之間的關(guān)系。

2、>　　通過(guò)對(duì)C/SiC復(fù)合材料/TiZrNiCu/TC4合金接頭界面反應(yīng)的試驗(yàn)和分析結(jié)果，確定釬焊溫度T=900℃、保溫時(shí)間t=10min時(shí)，接頭界面結(jié)構(gòu)為：C/SiC復(fù)合材料/Ti5Si3+TiC+ZrC/(Ti2Cu+TiCu+CuZr)/[Ti(s.s)+(Ti2Cu+TiCu+CuZr)]/TC4；且當(dāng)釬焊溫度升高到960℃后，Ti5Si3及ZrC化合物消失。
　　以抗剪強(qiáng)度來(lái)評(píng)價(jià)C/SiC復(fù)合材料/TiZrNiCu/TC

3、4合金接頭的力學(xué)性能，T=960℃，t=10min時(shí)，接頭抗剪強(qiáng)度最高達(dá)99MPa；此時(shí)接頭主要在靠近C/SiC復(fù)合材料側(cè)的TiC反應(yīng)層與TiCu+Ti2Cu+CuZr化合物層斷裂。960℃/10min接頭在600℃、800℃高溫抗剪強(qiáng)度分別為59MPa與54MPa。
　　采用Ni箔片作為中間層時(shí)，T=1000℃、t=30min時(shí)，接頭的界面結(jié)構(gòu)為：C/SiC復(fù)合材料/TiC/Ti2Ni/[Ti2Ni+Ti(s.s)]/TC4。升

4、高釬焊溫度或延長(zhǎng)保溫時(shí)間，抗剪強(qiáng)度呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后降低的趨勢(shì)。當(dāng)T=1100℃/t=30min時(shí)，接頭的抗剪強(qiáng)度最高，達(dá)到128MPa；此時(shí)，接頭主要在靠近C/SiC復(fù)合材料側(cè)的TiC反應(yīng)層中以及釬縫中部的Ti2Ni+Ti(s.s)層斷裂。1100℃/30min接頭在600℃高溫抗剪強(qiáng)度為120MPa，800℃高溫抗剪強(qiáng)度為78MPa。
　　采用Marc有限元分析軟件對(duì)兩種接頭的殘余應(yīng)力進(jìn)行了研究，兩種接頭的殘余應(yīng)力分布情況大致相同，