材料成型及控制工程开题报告.doc

河南理工大学本科毕业设计（论文）开题报告题目名称热处理对耐热钢TLP连接组织性能的影响学生姓名卫志昂班级材控08-2学号310806020424一、 选题的目的和意义： TLP即瞬时液相扩散连接（Transient Liquid-Phase bonding）。扩散焊接是一种精密的焊接方法，特别适用于异种金属材料，耐热合金和新材料，如陶瓷，复合材料，金属间化合物等材料的焊接。自20世纪80年代人们开始尝试采用非晶箔带合金做中间层，在大气条件下进行钢的瞬时液相扩散焊研究，试验证明在开放环境和较短的工艺时间内即可获得满意的接头抗拉强度和弯曲性能，并以中频感应加热方式实现了工业应用，具有较高的焊接效率和质量稳定性，部分替代了手工熔化焊。TLP作为一种新型的焊接技术在近30多年来获得了广泛的应用。TLP技术主要针对沉淀硬化合金开发的，因为这些合金很难用熔焊方法连接，但TLP焊接对固溶强化合金同样有效。因为TLP焊接具有强度高，没有明显的界面和焊接残留物的优点，所以在新材料（先进陶瓷，复合材料，氧化物弥散强化耐热合金）的制备，连接，修复等方面有很大的潜力。瞬时液相扩散焊技术以其特有的优势已经广泛应用于航空，航天，核能以及其他技术领域，在管道焊接方面也具有很大的发展潜力。TLP技术所特有的自动化程度高，快速，优质，无宏观变形，无烟尘飞溅的优越性已逐渐被我国广大焊接工作者所接受。随着制造业市场竞争的发展，通过及时更新工艺，使用新技术对产品外观，原材料消耗等进行精细控制将成为企业管理稳妥，有效的途径，可大幅度降低人为干扰因素对焊接质量，生产率及成本消耗的不确定性影响。先进的TLP焊管技术在代替手工焊条电弧焊焊接方面，特别是在熔焊易烧的薄壁管与需开坡口的厚壁管的焊接方面，我国有着十分巨大的发展潜力。TLP焊接技术能解决常规焊接面临的难题，并能普遍地应用于工业生产。所以选择了这一课题。二、 国内外研究综述： 现在我国的瞬时液相扩散焊技术的研究尚处于起步阶段，主要是针对一些异种难焊金属的焊接工艺；国外的研究更多的是对瞬时液相扩散焊工艺实现的一些关键因素的研究。关于瞬时液相扩散焊的质量检测主要有两种，射线探伤和超声波检测。目前国内外对TLP的研究主要有以下几个方面：（1） 山东电力研究院工程师采用自行研制的Fe-Ni-Si-B系非晶金属箔带作为中间层材料和TLP工艺，在开放式气体保护环境下焊接电站常用钢管，可获得连续均匀的焊缝组织和优于手工熔化焊的力学性能。工艺参数包括中间层材料，加热温度，保温时间，压力和对接断面要求。（2） 对中间箔选用的研究。台北大学的学者对超合金板材用Ni-P或Ni-Cr-P非晶态中间层进行液相扩散连接，评价其实用性。使用Ni-P的连接区和母材具有均匀的化学成分，而使用Ni-Cr-P的接头中心线上有析出相，并且连接区的Ni，Fe，的含量与母材相差2%以上。（3） TLP过程的数值模拟。一些学者提出了TLP分析及数值模型，并与实际的二元合金体系进行了试验比较，分析了等温凝固对基体金属晶粒边界扩散率的提高以及晶界运动的影响。（4） 显微组织分析。利用瞬时液相扩散焊连接不同成分的母材，接头的微观组织在恒温和冷却阶段都是非常复杂的。 三、 毕业设计（论文）所用的主要技术与方法： 所谓扩散焊是将两个待焊工件紧压在一起，并置于真空或保护气氛炉内加热，使两焊接表面微笑的不平处产生微观塑性变形，而达到紧密接触，在随后的加热保温中，院子间相互扩散而成冶金连接的焊接方法。随着扩散焊工艺的发展，出现了TLP，其机理是：在连接过程开始时中间层熔化形成液相，液体金属浸润母材表面填充毛细间隙，形成致密的连接界面。随后，在保温过程中，借助固液相之间的相互扩散使液相合金的成分向高熔点侧变化，最终发生等温凝固和固相成分均匀化，是结合区域的组织与母材接近，不会残留凝固铸态组织。所谓中间层就是添加了一些合金元素，在一定的工艺条件下熔化，把两种待焊材料连接在一起的一种特殊材料。焊接接头的形成机理，主要包括再结晶学说，扩散学说等。四、 主要参考文献：1张应立，张梅，新编焊工实用手册，金盾出版社，2004年6月；2杨富 李为民新型耐热刚焊接，中国电力出版社，2009；3于冶水 吴铭方 瞬时液相扩散焊CuAlBe合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢期刊论文焊接学报 -2000-03 4. 陈思杰 王英 异种钢管的瞬时液相扩散焊接期刊论文热加工工艺2005-045.瓦卢瑞克-曼内斯曼钢管公司 T91/P91钢手册五、 毕业设计（论文）进度安排（按周说明）：17-8周去研究所实习，对扩散焊接工艺有一定的感性认识，进一步增进对相关工艺的深度理解；25-6周参阅有关文献资料，对整个焊接工艺进行整体了解；310-11周搜集并查阅相关论文资料，开始具体编制设计工艺过程；412-13周编辑文字并撰写论文，并审核校正；514周论文答辩。六、 指导教师审批意见： 指导教师： （签名）年 月 日