铝基、锌基钎料真空钎焊AZ31B镁合金的研究

发布时间：2017-10-28 17:28

  本文关键词：铝基、锌基钎料真空钎焊AZ31B镁合金的研究

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【摘要】：金属镁及其合金是最轻的工程结构材料,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。由于镁基钎料的品种少,极易氧化,且成本高,限制了镁合金钎焊结构件的应用。本文采用铝基钎料Al86Si10Cu和锌基钎料ZnAl15,通过真空钎焊工艺焊接AZ31B镁合金同质金属和AZ31B/LY12铝合金异质金属,研究温度和时间对钎焊接头的微观结构和显微硬度的影响规律,探索非镁基钎料钎焊镁合金同质金属及镁合金/铝合金异质金属的可行性,为深入进一步开展AZ31B钎焊研究打下坚实基础。结果表明:(1)以Al86Si10Cu和ZnAl15为钎料,在合适的工艺条件下,可获得界面结合良好的AZ31B同质金属真空钎焊接头,钎焊接头由钎缝区和基体晶界渗透区组成,接头形成主要包括润湿铺展、反应铺展和镁基体晶界渗透等三个阶段。(2)以Al86Si10Cu为钎料,在540℃、15min条件下得到的AZ31B钎焊接头的组织组成物包括(α-Mg+Mg_(17)Al_(12)+Mg_2Si)三元共晶组织、Al3Mg_2和Mg_2Cu。随着温度和时间的增加,接头区宽度增大,其中的共晶组织区宽度增加更为明显。接头的显微硬度呈现中间高、两头低的分布规律,钎缝区和基体晶界渗透区的显微硬度随着钎焊温度和保温时间的增加而增大。(3)以ZnAl15为钎料,470℃、20min条件下得到的AZ31B钎焊接头结合良好,接头的组织组成物包括:α-Mg、(Mg Zn+α-Mg)共晶组织以及Al2Mg和Mg_2Zn_(11)。与Al86Si10Cu钎料得到的钎焊接头相比,ZnAl15钎料的AZ31B钎焊接头中的共晶组织层宽度较大,组织更加细小,晶界渗透区的网状组织特征明显。随着保温时间的增加,晶界渗透区宽度增加,网状组织特征更为明显。(4)对于480℃、15min条件下的AZ31B/ZnAl15/LY12钎焊接头和520℃、15min条件下的AZ31B/Al86Si10Cu/LY12钎焊接头,钎缝区与AZ31B基体的界面结合良好,钎缝区与LY12基体的界面结合较差,钎缝区域组织致密。对于500℃、510℃,15min条件下的AZ31B/Al86Si10Cu/LY12钎焊接头,钎缝区与AZ31B基体、LY12基体的界面结合较差,钎缝区组织不致密。
【关键词】：AZ31B镁合金 LY12铝合金 真空钎焊 Al86Si10Cu钎料 Zn Al15钎料 微观组织 显微硬度
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG454
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 选题背景、目的及意义9-10
• 1.2 镁合金的性能及应用10-13
• 1.2.1 镁合金的性能及特点11-12
• 1.2.2 镁合金的应用12-13
• 1.3 镁合金的焊接性及其焊接现状13-15
• 1.3.1 镁合金的焊接性13-14
• 1.3.2 镁合金的焊接现状14-15
• 1.4 镁合金的钎焊概述15-19
• 1.4.1 钎焊原理及分类15-16
• 1.4.2 镁合金钎焊的研究现状16-19
• 1.5 研究内容及目的19-20
• 2 试验材料及方法20-25
• 2.1 试验材料20-22
• 2.1.1 母材20-21
• 2.1.2 钎料21-22
• 2.2 真空钎焊设备及方法22-23
• 2.2.1 真空钎焊设备22-23
• 2.2.2 真空钎焊方法23
• 2.3 钎焊接头微观结构及性能测试23-24
• 2.3.1 接头的显微组织分析24
• 2.3.2 接头的元素分布和成分分析24
• 2.3.3 接头物相分析24
• 2.3.4 显微硬度测试24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 Al86Si10Cu钎料真空钎焊AZ31B镁合金25-38
• 3.1 引言25-27
• 3.2 Al86Si10Cu钎料真空钎焊AZ31B接头的微观组织27-32
• 3.3 不同工艺参数对真空钎焊接头显微组织的影响32-35
• 3.3.1 保温时间对钎焊接头微观组织的影响32-34
• 3.3.2 焊接温度对钎焊接头微观组织的影响34-35
• 3.4 保温时间对钎焊接头显微硬度的影响35-36
• 3.5 本章小结36-38
• 4 ZnAl15钎料真空钎焊AZ31B镁合金38-51
• 4.1 引言38-40
• 4.2 ZnAl15钎料真空钎焊AZ31B接头的微观组织40-45
• 4.3 不同工艺参数对真空钎焊接头显微组织的影响45-48
• 4.3.1 保温时间对钎焊接头微观组织的影响45-47
• 4.3.2 焊接温度对钎焊接头微观组织的影响47-48
• 4.4 保温时间对钎焊接头显微硬度的影响48-49
• 4.5 本章小结49-51
• 5 镁铝异种材料的真空钎焊研究51-56
• 5.1 引言51-52
• 5.2 Al86Si10Cu钎料真空钎焊AZ31B和LY1252-53
• 5.3 ZnAl15钎料真空钎焊AZ31B和LY1253-54
• 5.4 本章小结54-56
• 6 全文结论56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62
• 攻读硕士学位期间科研成果62

【参考文献】

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本文编号：1109252