Ti600和Ni-25%Si合金釬焊接頭性能及失效機理分析

Ti600和Ni-25%Si合金釬焊接頭性能及失效機理分析一、釬焊接頭介紹釬焊接頭是將兩個或多個金屬零件釬合在一起的可拆卸接頭，釬料通過加熱至金屬零件的熔點以下，保持一定的時間，使釬料在接頭處與金屬零件熔合，并在冷卻中形成強固的聯(lián)接。在工業(yè)生產(chǎn)、建筑、制造業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，可以實現(xiàn)不同材料、不同形狀、不同規(guī)格的連接。二、合金介紹Ti600合金主要由鈦（Ti）、鋁（Al）、鉬（Mo）、硅（Si）等元素組成，具有高強度、高耐熱性和高抗氧化性等特點，被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機、航空器結(jié)構(gòu)、高溫?zé)崮茉O(shè)備和化工等領(lǐng)域。Ni-25%Si合金含鎳（Ni）和硅（Si）兩種元素，具有高溫、耐腐蝕、高硬度和高強度等特點，是制造溫度高、抗腐蝕性要求高的工業(yè)設(shè)備的理想材料。三、試驗方法1.試樣制備選擇Ti600和Ni-25%Si合金作為試驗材料，用手工制備6個試樣。試樣由0.5mm厚的Ti600和Ni-25%Si合金板材組成，尺寸均為30mm×10mm。兩種材料釬接部位面積為5mm×10mm。2.測試方法使用萬能試驗機（INSTRON5566）測定試樣的屈服強度、延伸率和斷裂強度。采用時效實驗測定試樣的性能穩(wěn)定性。使用掃描電鏡觀察試樣斷口形貌。3.釬焊工藝采用電阻爐加熱的釬焊工藝。工藝參數(shù)如下：釬焊溫度1050℃，保溫時間30min，冷卻速率為60℃/min。四、試驗結(jié)果及分析1.釬焊接頭成形性通過對試樣的觀察和測量，可得出Ti600和Ni-25%Si合金釬焊接頭成形良好，無任何明顯缺陷。兩種材料釬接部位無氣孔、裂縫等缺陷。2.接頭性能試驗結(jié)果表明，釬焊接頭的宏觀性能穩(wěn)定，沒有發(fā)生斷裂等情況。經(jīng)過時效處理，試樣表現(xiàn)出良好的持久性能。在屈服強度方面，停留時間為60min時，Ti600材料的屈服強度為924MPa，Ni-25%Si合金材料的屈服強度為671MPa。在斷裂強度方面，停留時間為60min時，Ti600材料的斷裂強度為1296MPa，Ni-25%Si合金材料的斷裂強度為907MPa。兩種材料的延伸率都較低，分別為0.18%和0.25%。3.斷口形貌通過掃描電鏡的觀察，可以發(fā)現(xiàn)Ti600釬焊接頭的斷口較為平整，無太多的顆粒狀物質(zhì)。Ni-25%Si合金釬焊接頭的斷口呈現(xiàn)細小顆粒狀物質(zhì)的形態(tài)。五、失效機理分析1.釬接部位中的助焊劑殘留物在釬接過程中，助焊劑是不可避免地存在的。如果釬接過程中沒有將助焊劑徹底去除，那么接頭內(nèi)將會存在助焊劑殘留物。在高溫或高壓的環(huán)境下，助焊劑殘留物的化學(xué)性質(zhì)容易發(fā)生變化，從而影響接頭的性能。2.熱應(yīng)力釬焊接頭在焊接過程中會受到高溫的影響，導(dǎo)致熱應(yīng)力的產(chǎn)生。如果釬接部位的熱應(yīng)力過大，會導(dǎo)致接頭的破壞。3.材料的不同熱膨脹系數(shù)由于Ti600和Ni-25%Si合金的熱膨脹系數(shù)不同，當(dāng)兩種材料釬接時，會產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。內(nèi)部應(yīng)力的大小受到不同因素的影響，如焊接溫度、釬料和基材之間的熱膨脹系數(shù)差異等。六、結(jié)論本文以釬焊技術(shù)為研究對象，采用Ti600和Ni-25%Si合金作為試驗材料，通過釬焊工藝、性能測定和斷口形貌觀察等方法，對釬焊技術(shù)及其在不同材料之間的應(yīng)用進行了探究。試驗結(jié)果表明，Ti600和Ni-25%Si合金釬接部位無氣孔、裂縫等缺陷，宏觀性能穩(wěn)定。經(jīng)過時效處理，試樣表現(xiàn)出良好的持久性能。在屈服強度和斷裂強度等性能方面，Ti600材料的性能優(yōu)于Ni-25%Si合金材料。在斷口形貌方面，Ti600釬焊接頭的斷口較為平整，無太多的顆粒狀物質(zhì)。Ni-25%Si合金釬焊接頭的斷口呈現(xiàn)細小顆粒狀物質(zhì)的形態(tài)。在釬焊接頭的失效機理方面，釬焊接頭中的助焊劑殘留物、熱應(yīng)力和