反应扩散型镁合金钎料制备及评价

发布时间：2018-03-04 11:53

  本文选题：反应扩散　切入点：镁合金　出处：《西安科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：镁合金是最轻的工程金属结构材料,随着各种高性能镁合金的研发,越来越多的镁合金结构件在各个领域得到应用。钎焊具有焊接温度低、变形小、焊件尺寸精度高等优点,在复杂结构件和薄壁结构件的连接方面具有独特的优势。由于镁合金钎料的品种少,制备工艺复杂,成本高,限制了镁合金钎焊结构件的广泛应用。本文采用扩散偶方法制备了反应扩散型Mg-Cu和Mg-Ni-Cu镁合金钎料,分别利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、热分析仪等手段以及润湿铺展实验,对钎料的显微组织、元素组成、相组成、熔化和润湿铺展特性进行了测定和分析,使用该钎料对AZ31B进行钎焊,对一定工艺条件下AZ31B钎焊接头的显微组织和力学性能进行了分析测试。主要的研究内容和结论如下:(1)Mg/Cu二元扩散偶在500℃-550℃热扩散4h和9h后,所获得的Mg-Cu镁合金钎料的组织组成物主要有(α-Mg+CuMg2+Cu2Mg)共晶、块状CuMg2和Cu2Mg化合物,钎料的显微组织呈不均匀分布,靠近镁基体一侧的共晶体较多,靠近铜基体一侧的化合物较多。共晶组织层的宽度随着加热温度的升高和保温时间的延长而不断增加。在相同加热温度下,随着保温时间的延长,CuMg2和Cu2Mg化合物的量增多,且变得粗大。(2)在500℃保温4h、520℃保温4h、550℃保温4h、550℃保温9h条件下所制备的钎料均有一个明显的类似共晶反应的吸热峰,其中550℃保温4h的钎料的熔化区间最小(485.8～488.9℃),熔点最低,表明该钎料的成分更接近共晶成分。550℃保温4h的钎料在纯铜表面展宽系数约为89.8%,润湿性良好。(3)Mg/Ni/Cu三元扩散偶在500℃-550℃热扩散4h和9h后,所获得的Mg-Ni-Cu镁合金钎料的组织组成物主要有(α-Mg+CuMg2+Mg2Ni)共晶、和少量Cu2Mg、Cu11Mg10Ni9化合物。随着温度的升高,钎料合金中的金属间化合物逐渐长大,形状由细小的颗粒状演化为板条状,甚至粗大颗粒状。随着保温时间的延长,共晶体数量逐渐减少,化合物数量增多。随着扩散偶中Ni层厚度的增加,获得的Mg-Ni-Cu镁合金钎料减少。(4)不同Ni箔厚度的Mg/Ni/Cu三元扩散偶在500℃-550℃热扩散4h和9h后,所制备的钎料均有一个明显的类似共晶反应的吸热峰。其中Ni箔厚度为0.05mm的Mg/Ni/Cu三元扩散偶500℃保温4h后,获得的Mg-Ni-Cu镁合金钎料的熔化区间最小(479.2～483.7℃),熔点最低,表明该钎料的成分更接近共晶成分,该钎料在纯铜板表面润湿铺展性良好,相比于Mg-Cu镁合金钎料,其润湿铺展性能稍差。(5)使用所制备的最佳熔化特性的Mg-Cu、Mg-Ni-Cu镁合金钎料,在500℃、15min条件下对AZ31B进行钎焊,获得的AZ31B钎焊缝组织致密,钎料与母材之间界面结合良好,接头剪切断口均出现在钎缝区,剪切强度最大分别可达68 MPa和61MPa,断口呈韧-脆混合型断裂。
[Abstract]:Magnesium alloy is the lightest engineering metal structural material. With the development of various kinds of high performance magnesium alloys, more and more magnesium alloy structural parts are applied in various fields. Brazing has the advantages of low welding temperature, small deformation, high dimensional precision, etc. It has unique advantages in connection between complex structure and thin-walled structure. Because of the small variety of magnesium alloy brazing materials, the preparation process is complex, and the cost is high. In this paper, reaction-diffusion Mg-Cu and Mg-Ni-Cu alloy brazing alloys were prepared by diffusion coupling method. The microstructure, element composition, phase composition, melting and wetting spreading characteristics of solder were measured and analyzed by means of scanning electron microscope (SEM), energy spectrum analyzer (EDS), X-ray diffractometer (XRD), thermal analyzer and wetting test, respectively. The microstructure and mechanical properties of AZ31B brazed joints under certain technological conditions were analyzed and tested. The main research contents and conclusions were as follows: 1 / 1 mg / Cu binary diffusion couple was diffused at 500 鈩，

本文编号：1565542