置氢TC4钛合金与Al2O3陶瓷扩散连接工艺研究

稀有金属材料与工程, 2013, 42(3): 598-602.

置氢TC4钛合金与Al2O3陶瓷扩散连接工艺研究

王义峰 ^1, , 曹健 ^2, , 宋晓国 ^3, , 郑祖金 ^4, , 冯吉才 ^5,

1.哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,黑龙江哈尔滨150001

2.哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,黑龙江哈尔滨150001

3.哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学(威海)山东省特种焊接技术重点实验室,山东威海264209

4.哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,黑龙江哈尔滨150001

5.哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学(威海)山东省特种焊接技术重点实验室,山东威海264209

基金项目: 国家自然科学基金项目(51275133) 哈尔滨工业大学(威海)校科研基金(HIT(WH)201208)

关键词：置氢 , TC4钛合金 , Al2O3陶瓷 , 扩散连接 , 界面结构

Research on Diffusion Bonding of Hydrogenated TC4 Alloy to Al2O3 Ceramic

采用直接扩散连接的方法实现了置氢TC4钛合金与Al2O3陶瓷的连接,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析以及X射线衍射等分析手段,确定了TC4/Al2O3扩散连接接头典型的界面结构为TC 4/α-Ti/Ti3Al+ Al2TiO5/ Al2O3.研究了连接温度对TC4/Al2O3接头界面结构的影响规律,随着连接温度的升高各反应层厚度逐渐增加.基于反应动力学方程,计算了氢含量(质量分数)为0％、0.3％、0.4％时,Ti3Al+Al2TiO5层的反应激活能分别为213、172、152 kJ/mol.当连接温度为840℃,连接时间为90 min,氢含量为0.4％时,接头抗剪强度达到最大值为128MPa,断口分析表明断裂主要发生在Al2O3陶瓷母材侧.

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