超塑成形/扩散连接焊缝失效断裂仿真方法

针对采用超塑成形/扩散连接工艺加工的3层瓦伦空心结构钛合金空心风扇叶片的焊缝强度通常低于材料本体强度且受零部件几何特征影响显著的特点,提出采用带失效的固连连接方式.通过剪切失效和拉伸失效模拟焊缝物理特性的建模和仿真分析方法,以及与空心风扇叶片相同加工工艺、相同结构形式的空心平板试验件的靶板冲击试验,首先建立焊缝失效模型,标定了焊缝强度,然后将数值仿真结果与试验数据相比较,验证该方法的有效性.结果表明,所提出的超塑成形/扩散连接结构仿真分析方法能够为航空发动机3层瓦伦空心结构零部件瞬态动力学分析提供参考.     

钛合金/镍/不锈钢网的扩散连接技术

研究了以Ni为中间过渡层时，钛合金与不锈钢网的扩散连接技术，分析了影响扩散连接的主要因素和接头微观组织，确定了最佳工艺参数，并获得了剪切强度达146MPa的无变形接头。     

固溶处理对00Cr25Ni7Mo3N双相不锈钢超塑性和连接性能的影响

采用不同固溶工艺处理后的00Cr25Ni7Mo3N双相不锈钢,在恒温的热拉伸试验机上进行超塑性测试,通过Gleeble3500热模拟试验机进行超塑性扩散连接实验研究,并采用扫描电镜对固溶处理金相及连接试样界面孔洞进行观察.结果表明,由于固溶处理温度不同,α相和γ相体积比(xα/xγ)不同.超塑性拉伸测试中,在同一变形条件下,随着初始xα/xγ的增大,延伸率和峰值应力相应增大.固溶温度为1350℃的试样,在960℃、1×10-3s-1条件下拉伸,延伸率达到1186%;超塑性扩散连接在1100℃温度下进行时,压力加载形式不同,扩散连接界面结合机理不同,但加载形式对试样的界面剪切强度影响不大.在连接过程中,界面孔洞闭合情况和滞留位置与晶界迁移的相对速度有关.     

超塑性扩散焊接对 Ni60 喷熔层冷热疲劳性能的影响

对热喷熔层超塑性扩散焊接后的冷、热疲劳性能及其影响因素进行了研究。结果证明,超塑性扩散焊接可以促进涂层和基材元素间的相互扩散,从而提高了界面的接合强度和抗热疲劳性能。     

工业LF6铝合金的固相结合/超塑成形研究

对工业LF6铝合金进行固相结合/超塑成形组合工艺的探索性试验获得成功。研究表明,由东北轻合金加工厂供应的热轧板经温轧复合的板材具有一定的超塑性,可进行超塑成形。轧制连接时,变形量越大,结合强度越大。轧制复合后,扩散退火温度对结合强度有显著影响。由于复合板最佳扩散退火温度(480℃)与最佳超塑变形温度(480—510℃)吻合,因此轧制复合板的扩散退火和超塑成形可同时进行。     

用铝合金中间层连接Si_3N_4和低碳钢

利用Thermorestor-W焊接热模拟试验机,采用适当的焊接参数和工艺,能够用铝合金中间层固相扩散连接Si_3N_4和低碳钢。在连接温度下,铝合金Si_3N_4进入孔洞中形成机械连接,而铝合金与Si_3N_4连接的主要机理是铝与Si_3N_4发生固相反应生成AlN。当温度大于530℃时,铝合金/Si_3N_4界面Al,Si扩散层厚度基本上不随温度升高而变化。Si_3N_4/铝合金/低碳钢接头的剪切强度取决于铝合金/钢界面强度,且随扩散连接温度上升而增加。     

Ti6Al4V和Al2A12的扩散连接界面组织及力学性能

采用热等静压(HIP)工艺连接Al2A12和Ti6Al4V两种不同的航空航天用材料.利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪观察连接过渡区的微观组织和组成的演化,并测试其主要的力学性能.结果表明:采用热等静压制备这两种材料的界面连接好;Ti/Al反应层界面处形成了不同的金属间化合物,例如,Al3Ti、TiAl2和TiAl;连接接头处硬度为163HV,界面连接处剪切强度达到了23MPa,比只添加镀层而无中间层的连接强度提高了约17.9%,但低于带有中间层的连接强度.由于过烧和孔隙的形成使得断裂方式是脆性断裂.由此可知,在热等静压成形过程中异种材料的元素发生了相互扩散,在扩散连接处形成了不同的金属间化合物,这些金属间化合物影响连接处的力学性能.     

多层规则钢框架连体结构动力响应机理研究

为了研究不同强度和刚度多层规则钢框架连体结构动力响应机理,以基本周期、首层剪重比为主要参数建立3个不同强度和刚度多层规则钢框架单体模型,各单体模型通过不同强度的连接构件在结构不同位置(顶层、4层)连接建立3个连体模型,对各模型进行弹塑性时程分析,探讨各模型动力反应。分析结论如下:1各连体模型的层间位移分布和各部位的塑性变形能量分布,在连体模型强侧相对单体模型有减小趋势,连体模型的强侧有一定连接效果;而连体模型的弱侧相对单体模型有减有增,连接效果不明显;2连体模型总体塑性变形能量和柱、梁以及连接构件等的塑性损伤程度受连接构件连接位置的影响,连接构件在中间层连接时明显大于连接构件在顶层连接。     

伞齿轮精锻模超塑成形热喷涂层的超塑性固相扩散焊接

本文研究了３Ｃｒ２Ｗ８ＶＡ钢伞齿轮精锻模型腔火焰喷涂Ｇ１１２ＷＣ合金层及在模具精密成形时涂层的超塑性扩散焊接。在８２０℃，应变速率ε为３×１０－４ｓ－１的压缩条件下．基材和涂层均发生超塑协调变形，实现稳定可靠的超塑固相连接。研究表明，此时涂层孔洞闭合，涂层颗粒间界及涂层与基材的结合界面完全焊合。超塑性扩散焊接涂层的结合强度与高频和火焰重熔涂层相当，其耐磨性比高频重熔和火焰重熔高２０％～３０％，比改善前３Ｃｒ２Ｗ８ＶＡ模具高达６０％以上。     

扩散连接技术在钛合金加工中的应用及研究进展

扩散连接技术是一种缺陷少、精密度高的固相连接技术.扩散连接技术在钛合金加工中的应用一定程度上解决了钛合金加工难的问题.在简要介绍扩散连接技术及钛合金加工现状的基础上,综述了扩散连接技术在钛合金加工中的应用及研究进展,包括钛合金与不锈钢的扩散连接、钛合金与陶瓷材料的扩散连接、TC4（Ti-6Al-4V）钛合金的扩散连接与超塑成型/扩散连接（SPF/DB）以及TA15钛合金的扩散连接.归纳总结了国内外学者的研究成果,对影响扩散连接质量的3个主要因素温度、压力和时间进行了对比分析,为最佳工艺参数的选择提供了参考,指出了目前需要解决的问题和发展方向.     

碳扩散对非真空热轧不锈钢复合板结合性能的影响

采用非真空热轧方法制备304不锈钢/Q235碳钢复合板材,利用OM、SEM、EDS等研究了不同压下率和轧后冷却方式下复合界面夹杂物、界面组织及力学行为的演变,并分析了C扩散对复合板界面组织形成及结合强度的影响。结果表明,随着轧制压下率的增加,界面夹杂物由块状向线型、连续点状乃至弥散点状分布变化。当压下率较低(28%)时,复合板剪切断裂位于结合界面处,随着压下率增加至47%及以上,复合板断裂位置为脱碳铁素体区。另外,热轧复合板经水冷工艺处理后,由于冷却速率较快,要抑制碳钢侧C元素的扩散,避免复合界面处脱碳区域的形成,从而提高了复合界面的结合强度。     

树脂复合减振钢板法向黏结强度与扩孔性能的试验研究

为数值模拟分析时有效地预测树脂复合减振钢板成形过程中的失效形式，设计了测量两表层钢板之间法向黏结强度的试验方法，获得了树脂复合减振钢板的法向黏结强度；并设计了测试树脂复合减振钢板扩孔成形性能的试验模具，获得了极限扩孔率.试验结果表明：树脂复合减振钢板和单层钢板的差异在于成形性能参数和工艺参数不同；要将复合减振钢板成功地应用于工业生产中，必须针对复合减振钢板的变形特点而设定新的失效评判标准，并开发新的检验手段.     

Be/Cu/HR-1不锈钢扩散连接界面特性

以Cu为中间层材料,采用Greeble1500热模拟试验机对Be/HR-1不锈钢进行扩散连接试验,利用PME Olympus Tokyo光学显微镜、扫描电镜(SEM)、显微硬度计(HV-1000)、X射线衍射仪研究分析了其界面特性.研究表明,Cu层过渡材料能有效阻碍Be和Fe之间的互扩散以及阻挡不锈钢中合金元素Ni、Cr等向铍基体的扩散,从而阻碍了它们之间金属间化合物在扩散区内的形成,但它也带来了新的金属间化合物如Be2Cu;金属间化合物优先沿晶界生成,呈三维网状分布;元素的扩散主要沿晶界进行,且扩散不是各个部位均等的向前推进,也没有单一的金属间化合物薄层形成;试样的断裂位置在Be/Cu界面处.     

不锈钢-铝蜂窝夹芯板的液相扩散连接

讨论了异种金属连接的中间层介质选择原则,选择了适合连接不锈钢和铝的中间层介质,并进行了钢板和铝蜂窝芯板的液相扩散连接实验.通过分析结合界面结构和测试界面强度,研究了中间层介质的作用,同时讨论了工艺参数对结合界面区组织和扩散连接过程的影响.结果表明,中间层介质具有良好的润湿和铺展性能,能使不锈钢和铝形成牢固的冶金结合.     

Mathematical modeling and simulation of the interface region of a tri-layer composite material, brass-steel-brass, produced by cold rolling

The object of this study was to find the optimum conditions for the production of a sandwich composite from the sheets of brass-steel-brass. The experimental data obtained during the production process were used to validate the simulation program, which was written to establish the relation between the interface morphology and the thickness reduction amount of the composite. For this purpose, two surfaces of a steel sheet were first prepared by scratching brushing before inserting it between two brass sheets with smooth surfaces. Three sheets were then subjected to a cold rolling process for producing a tri-layer composite with various thick- nesses. The sheet interface after rolling was studied by different techniques, and the bonding strength for each rolling condition was determined by peeling test. Moreover, a relation between interfacial bonding strength and thickness reduction was found. The simulation results were compared with the experimental data and the available theoretical models to modify the original simulation program with high application efficiency used for predicting the behavior of the interface under different pressures.     

有助复剂温轧不锈钢复铝板实验研究

实验研究了浸涂助复剂和中温轧制工艺对不锈钢和铝固相复合界面结合强度及复合板深加工性能的影响·结果表明,原料表面浸涂助复剂不仅可以有效清除不锈钢和铝表面的氧化层,同时反应生成的覆盖膜在加热时又可防止和减少材料表面的再氧化和二次污染,有利于提高界面的结合强度;采用中温轧制工艺不仅在小变形的条件下即可实现不锈钢和铝复合界面的良好结合,而且能明显降低复合过程中不锈钢的变形率分配,有利于改善复合板的深加工性能     

铜／钢液固相复合界面冶金行为的研究

以液固相复合法生产的铜包钢线为研究对象,利用光学显微镜和扫描电镜的能谱等手段分析了铜／钢界面区的组织形态和成分组成。结果表明：在界面区发生了互扩散,形成了Fe、Cu固溶体,无脆性的金属间化合物产生,这使得该复合材料具有较好的微观结合力。