al2o3陶瓷与q235钢钎焊接头的微观组织与性能研究
53页1、河南科技大学 硕士学位论文 AlO陶瓷与Q235钢钎焊接头的微观组织与性能研究 姓名:王新阳 申请学位级别:硕士 专业:材料学 指导教师:李炎 20100101 摘 要 I 论文题目:论文题目:Al2O3陶瓷与 Q235 钢钎焊接头的微观组织与性能研究 专专 业:业:材料学 研研 究究 生:生:王新阳 指导教师:指导教师:李炎 教授 摘 要摘 要 实现 Al2O3陶瓷与 Q235 钢的可靠连接,既能发挥陶瓷材料优异的耐高温、 抗腐蚀及耐磨损等性能,又能充分利用金属材料易加工的特性,具有十分重要的 理论和实用价值。本文采用 Cu-Ti 钎料来钎焊连接 Al2O3陶瓷与 Q235 钢,研究 了 Cu-Ti 钎料对 Al2O3陶瓷的润湿性能,分析了钎料配比及钎焊工艺对接头组织 与性能的影响。采用扫描电镜、能谱仪、X 射线衍射仪、精密万能试验机等实验 设备重点研究了钎焊接头的微观组织和连接性能,并对界面性能及接头断裂模式 进行了探讨。 研究结果表明,钎料的配比直接影响 Cu-Ti 钎料对 Al2O3陶瓷材料的润湿性 能,在实验合金成分范围内,Ti 含量越高,钎料润湿性越好。钎料配比及钎焊 工艺
2、显著影响接头的微观组织与连接强度,使用不同配比钎料获得钎焊接头的界 面组织不同,导致接头强度差别较大;钎焊温度过高或过低,保温时间过长或过 短均不利于得到组织致密、性能良好的钎焊接头。使用 Cu75Ti25(at%)钎料,在 1050保温 30min 时,施加 74kPa 的钎焊压力能获得最佳的钎焊接头:界面结 合区组织致密,裂纹、微孔缺陷较少,接头抗剪强度达到 99.3MPa。 对钎焊接头显微结构分析表明,界面结合区分为三层,即钎料金属与陶瓷形 成的反应层、中间钎料层以及钢侧过渡层;在界面结合区生成有 Cu 基固溶体、 Cu3Ti3O、TiFe、TiFe2新相;陶瓷与金属间实现了良好的冶金结合。 对钎焊接头界面性能研究表明:界面区显微硬度值高于 Q235 钢,界面显微 硬度平缓过渡,接头性能良好。不同结合强度的钎焊接头具有不同的剪切断口特 征,接头的断裂模式有两种:一类是高强度断裂,断裂全部发生在陶瓷一侧;一 类是低强度断裂,断裂发生在陶瓷与金属界面处。 关关 键键 词:词:Cu-Ti 钎料,Al2O3陶瓷,Q235 钢,钎焊界面,接头性能 论文类型:论文类型:基础研究 摘要 II
3、Subject: Microstructures and Properties of Brazing Joint of Al2O3 Ceramic and Q235 Steel Specialty: Materials Science Name: Wang Xin-yang Supervisor: Professor Li Yan ABSTRACT To achieve a solid connection between Al2O3 ceramics and Q235 steel can play the excellent high-temperature performance, corrosion resistance, wear resistance of ceramic materials, and can also take full advantage of easy processing characteristics of metallic materials, which is extremely important in both theory and prac
4、tice. In this research, Al2O3 ceramics were bonded with Q235 steel by active brazing with the filler alloys of Cu-Ti. The wetting properties of Cu-Ti active filler alloy were studied, and effects of the composition of filler alloys and brazing parameters such as temperature, holding time on joining strength and interface microstructures were investigated and analyzed by means of SEM、EDS、XRD and precision universal testing machine, etc. The interfacial properties and the fracture model of the joi
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