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表面自納米化在鈦合金和不銹鋼擴散焊接中的應用 

發布時間:2020-05-21

使用表面自納米化技術(SSNC)的鈦合金和不銹鋼的固態擴散焊接為解決鈦鋼焊接中的問題提供了可能性。當待焊接材料表面的塑性變形達到一定程度時,其晶粒尺寸將細化到納米級,導致晶界、位錯、空位等非平衡缺陷數量急劇增加。在金屬里。從擴散動力學的角度來看,這些缺陷為鐵、鈦、鉻、鎳等元素的相互擴散提供了短程擴散通道。和降低擴散活化能。不銹鋼無縫管另外,在焊接壓力的作用下,納米晶金屬的超速效應會加速表面物理接觸過程。因此,待焊接材料的表面自納米化處理將加速焊接部件的接觸過程,并大大增加原子的擴散速率。人們期望它能在更低的溫度和更短的時間內有效地焊接不同的材料。在進一步提高焊接質量的前提下,將大大提高焊接效率,節約能源。通過優化工藝,有望控制和消除金屬間化合物帶來的不利影響,控制母材的晶粒長大和焊接接頭的熱應力和顯微組織應力,解決傳統擴散焊接工藝無法解決的問題。

目前,還沒有將表面自納米化技術應用于異種材料擴散焊接的報道。Cina和Eldror等人使用納米ZrO  2(Y-TZP)粉末材料作為中間層,對具有相同塊組成的陶瓷進行焊接試驗。試驗結果表明,納米氧化鋯-4.5%氧化硅可以焊接相同化學成分的陶瓷,焊接接頭無超聲波檢測的缺陷,焊接溫度遠低于常規方法。

采用SMAT技術對鈦合金和不銹鋼進行表面自納米化處理。表層的粗顆粒轉化通過強烈的塑性變形轉變為納米顆粒,可有效防止納米顆粒的氧化和污染,并保持較高的致密度。表面自納米化除了大大提高了原子的擴散速率之外,在擴散焊接中還具有另一個優點,即可以利用表面納米晶粒產生的超速變形來加速不均勻接頭界面室中的接觸過程,并在擴散焊接的初始階段增加擴散面積。試驗結果表明,不銹鋼管廠家細小晶粒的鈦合金和不銹鋼具有超速效應。


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