稀土添加量对高强度钛基钎料性能的影响

摘要

钛合金钎料具有钎焊温度适中、耐腐蚀性好、钎焊接头室温及高温强度高等优点，在航空航天领域得到广泛应用。随着航天技术快速发展，钎焊接头服役环境愈加严酷，高强度高可靠性钎料日益受到人们的关注。稀土元素作为微量合金化元素，在金属中素有“维他命”之称。稀土在钎料中的应用也已有记录，但是稀土在钛基钎料中的应用不多，而且航空航天技术发展的迫切性使得本次研究显得十分必要。
　　本文以Ti-15Cu-15Ni、Ti-15Cu-25Ni、Ti-13Zr-21Cu-9Ni为研究对象，在这三种钎料合金的基础上添加混合稀土镧钕，研究稀土元素对三种钎料合金的微观组织、物理性能、润湿性能和力学性能等方面影响，进而优化钎料合金成分，获得综合性能较好的合金成分。结果表明：在 Ti-15Cu-15Ni、Ti-15Cu-25Ni、Ti-13Zr-21Cu-9Ni钎料中添加稀土 LaNd，在钎料合金中产生了细晶强化、固溶强化、第二相强化的作用，使得三种钎料合金的洛氏硬度均呈现持续上升的趋势，最大硬度较基体分别提升29％、3%、4%。稀土元素添加之后三种钎料合金的钎焊工艺性能得到不同程度的提高，在稀土添加量为0.5%时Ti-15Cu-15Ni-xRE钎料的铺展面积最大为38.2mm2，较不加稀土的Ti-15Cu-15Ni钎料的铺展面积提高5.7%；在稀土添加量为0.1%时Ti-15Cu-25Ni-xRE钎料的铺展面积最大为34.9mm2，较不加稀土的 Ti-15Cu-25Ni钎料的铺展面积提高28.5%；当稀土添加量为0.3%时Ti-13Zr-21Cu-9Ni-xRE钎料的铺展面积提升幅度最高为73.6mm2，较不加稀土的Ti-13Zr-21Cu-9Ni钎料的铺展面积提高88.8%。稀土元素LaNd对接头剪切强度的影响与对钎料润湿性影响趋势一样，在稀土添加量为0.5%时Ti-15Cu-15Ni-xRE钎料钎焊接头的剪切强度达到最大为244.6MPa，较不加稀土的Ti-15Cu-15Ni钎料钎焊接头剪切强度提高69.6%；在稀土添加量为0.1%时Ti-15Cu-25Ni-xRE钎料钎焊接头剪切强度达到最大为174.1MPa，较不加稀土的Ti-15Cu-25Ni钎料钎焊接头剪切强度提高15.5%；当稀土添加量为0.3%时Ti-13Zr-21Cu-9Ni-xRE钎料钎焊接头剪切强度达到最大为157.1MPa，较不加稀土的Ti-13Zr-21Cu-9Ni钎料钎焊接头的剪切强度提高45.2%。另外，稀土元素在提高接头强度的同时，对这三种钎焊接头的韧性都有改善作用。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题背景

1.2 钛合金用钎料研究现状

1.3 研究意义及主要研究内容

第2章 试验方案与方法

2.1 新型钛合金钎料设计原则及技术路线

2.2 试验方法

第3章 稀土对Ti-Cu-Ni钎料合金性能影响

3.1 合金配方及制备

3.2 稀土LaNd对Ti-15Cu-15Ni/Ti-15Cu-25Ni钎料密度影响

3.3 稀土LaNd对Ti-15Cu-15Ni/Ti-15Cu-25Ni钎料硬度影响

3.4稀土LaNd对Ti-15Cu-15Ni/Ti15Cu25Ni钎料铺展面积影响

3.5 稀土LaNd对Ti-15Cu-15Ni/Ti-15Cu-15Ni钎焊接头剪切强度影响

3.6 本章小结

第4章 稀土对Ti-Zr-Cu-Ni钎料合金性能影响

4.1合金配方及制备

4.2 稀土LaNd对Ti-13Zr-21Cu-9Ni钎料密度影响

4.3 稀土LaNd对Ti-13Zr-21Cu-9Ni钎料硬度影响

4.4 稀土LaNd对Ti-13Zr-21Cu-9Ni钎料铺展面积影响

4.5 稀土LaNd对Ti-13Zr-21Cu-9Ni钎焊接头剪切强度影响

4.6 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果