CoCrFeMnNi高熵合金/铝熔体界面反应及其CMT熔钎焊
发布时间：2021-04-09 03:48
铝和钢的异种金属连接是目前工程材料结构轻质化以及复合材料领域的重要研究内容,但由于其铝与钢在物理化学性能上的巨大差异,导致在其焊接过程中易生成多种脆性金属间化合物,严重影响接头性能。研究表明,高熵合金Co Cr Fe Mn Ni为单一的FCC结构,并对Al有一定的固溶度,即当高熵合金固溶一定含量的铝时,其晶体结构不会发生变化,这为高熵合金作为铝钢焊接的过渡金属提供了依据。根据熔钎焊的特点,本文首先对铸态高熵合金进行了热浸铝熔体实验,利用扫描电镜、XRD、显微硬度分析了HEA-Al固液界面相形成组织结构、分布特点以及演变形成机理。进而以ER4043做为填充焊丝,采用搭接方法对3mm厚的高熵合金与1060铝板进行了CMT熔钎焊实验,并且在高熵合金表面预涂Nolock钎剂作为对比实验,分析了焊缝成型的宏观形貌,钎焊界面的相组织,结构,并对焊缝接头力学性能进行了测试,主要结果如下:高熵合金在铝熔体中热浸反应时,其界面处可形成由Al86Cr13.5Fe6.5、Al86Mn14、Al
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 铝/钢异种焊接国内外研究现状
1.2.1 固相连接
1.2.2 熔化焊
1.2.3 熔钎焊
1.3 铝/钢异种焊接的难点以及研究趋势
1.4 高熵合金的基本概念及特点
1.5 选取高熵合金作为过渡金属的依据和可行性
1.6 本文主要研究内容及意义
第二章 实验材料与方法
2.1 高熵合金热浸铝熔体实验
2.1.1 高熵合金的制备
2.1.2 高熵合金试样的加工
2.1.3 高熵合金与铝熔体反应实验及后续样品加工处理
2.1.4 固液界面的微观组织与结构的分析表征
2.1.5 界面反应区显微硬度分析
2.2 高熵合金与铝的CMT焊接
2.2.1 实验材料
2.2.2 焊前实验材料处理
2.2.3 焊接过程和工艺
2.2.4 CMT熔钎焊接头组织性能测试
第三章 高熵合金热浸铝熔体的界面行为分析
3.1 CoCrFeMnNi热浸铝熔体界面围观组织及结构
3.1.1 反应界面微观组织形成特征
3.1.2 界面处的元素分布及扩散
3.1.3 界面显微硬度分布及相组成与结构分析
3.2 反应条件对高熵合金/铝熔体界面的影响
3.2.1 反应温度对界面相的影响
3.2.2 冷却速率对界面微观组织的影响
3.3 固液反应界面处开裂原因分析
3.4 高熵合金/铝熔体界面处反应层形成和长大机制
3.5 本章小结
第四章 高熵合金与1060铝板的CMT熔钎焊
4.1 接头组成及焊缝的宏观形貌
4.2 钎焊区界面处的微观组织与结构
4.3 送丝速度对CMT接头钎焊反应界面的影响
4.4 钎剂对CMT接头钎焊界面的影响
4.5 CMT焊接接头的缺陷分析
4.6 CMT焊接接头的力学性能及断口分析
4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝/钢异种金属CMT熔钎焊工艺研究[J]. 赵悦,黄燕,王欢,郭鑫. 热加工工艺. 2015(17)
[2]建筑用不绣钢与铝合金的异质搅拌摩擦焊研究[J]. 王美芬. 热加工工艺. 2015(05)
[3]基于旁路耦合电弧的铝钢MIG熔钎焊研究[J]. 石玗,温俊霞,黄健康,卢立晖,樊丁,张裕明. 机械工程学报. 2011(16)
[4]铁/铝扩散偶界面反应层生长机理分析[J]. 吴铭方,司乃潮,王敬,王凤江. 焊接学报. 2011(05)
[5]5A02/0Cr18Ni9异种金属电子束焊接接头组织与性能[J]. 张秉刚,张春光,陈国庆,刘伟,刘成来. 焊接学报. 2010(05)
[6]铝与钢异种金属电弧熔-钎焊研究与发展现状[J]. 宋建岭,林三宝,杨春利,马广超. 焊接. 2008(06)
[7]车身轻量化与钢铝一体化结构新技术的研究进展[J]. 龙江启,兰凤崇,陈吉清. 机械工程学报. 2008(06)
[8]铝及铝合金与钢连接技术研究进展[J]. 陈健,浦娟,吴铭方,刘刚. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2008(02)
[9]汽车新材料的应用——轻量化[J]. 景艳,赵培全,何平. 现代制造技术与装备. 2007(01)
[10]铝钢异种材料焊接研究现状与发展[J]. 张洪涛,何鹏,孔庆伟,唐旭东,杨国峰,孙静波. 焊接. 2006(12)
博士论文
[1]铝/镀锌钢板CMT熔—钎焊机理研究[D]. 张洪涛.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3126854
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 铝/钢异种焊接国内外研究现状
1.2.1 固相连接
1.2.2 熔化焊
1.2.3 熔钎焊
1.3 铝/钢异种焊接的难点以及研究趋势
1.4 高熵合金的基本概念及特点
1.5 选取高熵合金作为过渡金属的依据和可行性
1.6 本文主要研究内容及意义
第二章 实验材料与方法
2.1 高熵合金热浸铝熔体实验
2.1.1 高熵合金的制备
2.1.2 高熵合金试样的加工
2.1.3 高熵合金与铝熔体反应实验及后续样品加工处理
2.1.4 固液界面的微观组织与结构的分析表征
2.1.5 界面反应区显微硬度分析
2.2 高熵合金与铝的CMT焊接
2.2.1 实验材料
2.2.2 焊前实验材料处理
2.2.3 焊接过程和工艺
2.2.4 CMT熔钎焊接头组织性能测试
第三章 高熵合金热浸铝熔体的界面行为分析
3.1 CoCrFeMnNi热浸铝熔体界面围观组织及结构
3.1.1 反应界面微观组织形成特征
3.1.2 界面处的元素分布及扩散
3.1.3 界面显微硬度分布及相组成与结构分析
3.2 反应条件对高熵合金/铝熔体界面的影响
3.2.1 反应温度对界面相的影响
3.2.2 冷却速率对界面微观组织的影响
3.3 固液反应界面处开裂原因分析
3.4 高熵合金/铝熔体界面处反应层形成和长大机制
3.5 本章小结
第四章 高熵合金与1060铝板的CMT熔钎焊
4.1 接头组成及焊缝的宏观形貌
4.2 钎焊区界面处的微观组织与结构
4.3 送丝速度对CMT接头钎焊反应界面的影响
4.4 钎剂对CMT接头钎焊界面的影响
4.5 CMT焊接接头的缺陷分析
4.6 CMT焊接接头的力学性能及断口分析
4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝/钢异种金属CMT熔钎焊工艺研究[J]. 赵悦,黄燕,王欢,郭鑫. 热加工工艺. 2015(17)
[2]建筑用不绣钢与铝合金的异质搅拌摩擦焊研究[J]. 王美芬. 热加工工艺. 2015(05)
[3]基于旁路耦合电弧的铝钢MIG熔钎焊研究[J]. 石玗,温俊霞,黄健康,卢立晖,樊丁,张裕明. 机械工程学报. 2011(16)
[4]铁/铝扩散偶界面反应层生长机理分析[J]. 吴铭方,司乃潮,王敬,王凤江. 焊接学报. 2011(05)
[5]5A02/0Cr18Ni9异种金属电子束焊接接头组织与性能[J]. 张秉刚,张春光,陈国庆,刘伟,刘成来. 焊接学报. 2010(05)
[6]铝与钢异种金属电弧熔-钎焊研究与发展现状[J]. 宋建岭,林三宝,杨春利,马广超. 焊接. 2008(06)
[7]车身轻量化与钢铝一体化结构新技术的研究进展[J]. 龙江启,兰凤崇,陈吉清. 机械工程学报. 2008(06)
[8]铝及铝合金与钢连接技术研究进展[J]. 陈健,浦娟,吴铭方,刘刚. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2008(02)
[9]汽车新材料的应用——轻量化[J]. 景艳,赵培全,何平. 现代制造技术与装备. 2007(01)
[10]铝钢异种材料焊接研究现状与发展[J]. 张洪涛,何鹏,孔庆伟,唐旭东,杨国峰,孙静波. 焊接. 2006(12)
博士论文
[1]铝/镀锌钢板CMT熔—钎焊机理研究[D]. 张洪涛.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3126854
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3126854.html
