Fe-B-Si非晶钎焊W/CLF-1接头组织和性能研究

通过电弧熔炼制备了Fe75B16.67Si8.33非晶合金,通过真空钎焊获得了钨/低活化钢接头.通过对钎焊接头表面形貌、微观组织、成分和力学性能的表征,发现在1250℃保温10min下所获得的钎焊接头界面无孔洞、裂纹等宏观缺陷,接头组织中生成了Fe固溶体、Fe3B和FeWB金属间化合物,拉伸强度高达450MPa.     

HL-2M偏滤器CFC/CuCrZr靶板的非晶钎焊工艺研究

在采用商用的STEMET-1101非晶钎料、温度为710~750°C的真空钎焊下,对CFC/OFC(氯氟烃/无氧铜)复合块与CuCrZr(铬锆铜)的钎焊进行了研究。首先,通过X-射线衍射(XRD)和差式扫描量热分析对钎料的结构和熔化行为进行了表征;然后,通过光学显微镜、电子探针微分析和拉伸试验等方法对焊缝的组织形貌、元素成分分布、相结构和力学性能进行了分析;最后,通过高热负荷装置对CFC/OFC/CuCrZr钎焊模块的热疲劳性能进行测试。结果表明,在710~750°C钎焊温度内焊缝由Cu固溶体、(Cu, Ni)3P和Ni(Cu ,Cr)2P金属间化合物组成,焊缝平整无裂纹;特别是在750°C/15min情况下,抑制了焊缝金属间化合物的连续分布,OFC/CuCrZr的焊接强度大于OFC的抗拉强度,CuCrZr/CuCrZr的结合强度为210MPa,并呈现部分韧性断裂。在750°C/15min情况下制备的CFC/Cu/CuCrZr模块可以承受1000次7MW·m^-2的循环热负荷。     

钨/低活化钢钎焊用铁基非晶钎料与接头微结构

为了连接W和CLF-1 RAFM钢,设计出由低活化元素组成的Fe-B-Si、Fe-B-Si-Sn、Fe-B-Si-Cr-(Sn)、Fe-B-Si-P-(Cr,Sn)、Fe-B-Si-Mn-(Ga,Sn)和Fe-B-Si-(Cr,Mn,Ga,Ta,Sn)系列Fe基非晶钎料,结合熔体快淬技术制备出非晶合金箔带,并对W/CLF-1 RAFM钢接头微结构进行了对比研究。采用X-射线衍射仪对箔带样品与焊缝进行了相鉴定;通过差热分析测量了非晶箔带的熔化温度和液相线温度;利用光学金相和电子探针分析了焊缝组织形貌和元素分布。结果表明,利用Fe-B-Si、Fe-B-Si-Cr和Fe-B-Si-Mn-Sn非晶钎料可获得结构完整的W/CLF-1钢接头;前两种钎料得到的焊缝组织基体相为α-Fe固溶体,而含Mn钎料形成的焊缝基体为马氏体组织;在高温钎焊过程中,这些Fe基非晶钎料中的高B含量促使FeWB、FeW2B2和Fe3B型金属间化合物在焊缝中形成,并有效地阻止了W元素向低活化钢基体长程扩散。所设计的低活化Fe基非晶钎料可用于W和低活化钢的连接和接头性能研究。     

氘等离子体预辐照对W-Y2O3合金耐热冲击性能的影响

应用直线等离子体装置，对W-Y₂O₃合金的垂直于锻造轴(锻造面)和平行于锻造轴(横截面)的两个表面迚行了氘等离子体辐照。利用60kW电子束材料测试平台，研究了等离子体辐照前、后的W-Y2O3合金在功率0.22~0.44GW·m^-2下耐瞬态热冲击性能。结果表明，氘等离子体辐照没有降低钨合金的裂纹阈值，其中锻造面的裂纹阈值范围高于横截面，且超过了0.33GW·m^-2。综合考虑高能率锻造W-Y₂O₃合金的氘离子辐照与热冲击行为，锻造面可能更适合面对等离子体。     

Cu/CuCrZr钎焊用Cu-Mn基多元固溶体钎料和接头结构

为了解决CFC与Cu Cr Zr合金的冶金连接问题，以二元合金Cu₆₂Mn₃₈(at.%)为基础成分，采用低熔点Ga作为主要合金化元素和微合金化元素Cr和Si，设计了系列固溶体钎料合金Cu₆₂Mn_37-xGa_xCr_0.5Si_0.5(x=0～10,at.%)。利用电弧熔炼、铜模吸铸和冷轧制备了100μm厚的钎料箔带。采用Cu₆₂Mn₃₁Ga₆Cr_0.5Si_0.5钎料在不同工艺条件下(875～900℃，保温15～25min)制备了无氧铜和Cu Cr Zr合金钎焊接头。通过热分析和X-射线衍射分析了钎料熔化行为和相组成；采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针和力学性能拉伸机对接头的组织形貌、成分分布和力学性能进行了分析。结果表明，在880℃/保温25min钎焊工艺下可获得无缺陷CFC/Cu Cr Zr接头结构，焊缝的Cu固溶体基体内有少...