Ni中间层超声辅助瞬间液相扩散连接镁合金机制

发布时间：2020-12-20 11:01

　　为了研究超声作用时间对镁合金连接接头显微组织与力学性能的影响,以纯镍中间层对MB8镁合金进行超声辅助瞬间液相扩散焊（U-TLP）。结果表明:在520℃时超声作用10 s即可去除母材表面氧化膜。随着超声作用时间的延长,Ni箔与母材Mg发生共晶反应,并逐渐被消耗,α-Mg+Mg₂Ni共晶产物开始先增多,而后在超声头压力和声流作用下被逐渐挤出。超声作用30 s时,由于易使接头变脆的Mg₂Ni被挤出,钎缝主要以α-Mg（Ni）为主,此时接头剪切强度达到最大（107 MPa）,达到母材强度的102%,断裂位置为钎缝中反应生成的α-Mg固溶体区域。 

【文章来源】：中国有色金属学报. 2020年05期 北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

图2所示钎缝中不同区域宽度变化

沿图2中ab、cd和ef线段的元素分布

图5所示为母材分别在常温和在520℃超声作用30 s以及接头在不同超声作用时间对应的剪切强度。母材MB8镁合金为Mg-Mn系变形镁合金，常温下镁合金组织由细小的等轴晶构成，且晶粒大小比较均匀，平均晶粒尺寸约为70μm。同时可观察到有细小的第二相粒子(MnAl2)出现在等轴晶粒的晶界上，母材在常温下的强度为105 MPa；在520℃超声作用30 s后，看到镁合金晶粒沿横向长大，横向平均长度为约为200μm，呈现扁平状，说明在声场和热场复合作用下，母材发生了一定的软化发生了变形[18-20]，此外第二相粒子明显减少，这是因为第二相粒子在高温及超声作用固溶到α-Mg基体中。此时，母材强度为96 MPa，强度仅下降8.6%，这是由于加热时间及超声作用时间较短，母材强度下降不明显，并不影响结构件的使用。从图5中还可以看出，接头随着超声作用时间的延长，剪切强度呈现先增强再降低的规律。当超声作用10 s时，接头强度为19 MPa，说明由于在界面上出现了Mg2Ni，实现了连接；当超声作用20 s时，剪切强度为32 MPa，断裂路径如图6(a)所示，接头断裂在Ni箔生成的Mg2Ni脆性金属间化合物层上，结合图7硬度结果：接头中Mg2Ni化合物的硬度最大，为142.0HV，表明连续分布的Mg2Ni是整个接头的最脆弱点。图6 不同超声时间接头断裂路径及断口形貌

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2927751