加压方式对铝夹层AZ31B/Cu扩散钎焊接头组织和性能的影响

为了实现镁铜之间的可靠连接,以铝为中间夹层,在加热温度为500℃、保温时间20 min条件下,分别采用不同的加压方式对AZ31B和Cu进行扩散焊接。利用SEM、EDS、XRD、显微硬度计、万能拉伸实验机分析焊接接头的显微组织和性能。结果表明:扩散钎焊接头包括钎缝区和镁基体渗透区两部分。间歇性梯度加压时,钎缝区厚度最大,达到0.56 mm,显微组织依次为铜侧条状A_(l2)CuMg化合物、均匀连续的层片状(α-Mg+Al_(12)Mg_(17))_(共晶)和(Mg_2Cu+α-Mg)_(共晶)、镁侧Mg_2Cu化合物,接头平均剪切强度达到71.67 MPa;梯度加压时的钎缝区厚度减小,显微组织中的条状化合物增多,共晶组织为菊花状(α-Mg+Al12Mg17);恒压时的钎缝区厚度最小,约为0.3 mm,组织以粗大的Al-Cu二元化合物和Al-Cu-Mg三元化合物为主,接头硬度最大,平均剪切强度降低至60.33 MPa。加压方式对钎缝区的厚度、共晶组织分布形态和接头的力学性能均有较大影响,间歇性梯度加压下接头的硬度最低,剪切强度最高。     

Al基钎料钎焊镁合金AZ31B接头的显微组织及力学性能

为了连接变形镁合金AZ31B,以Al基钎料对变形镁合金AZ31B进行高频感应钎焊。采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线能谱等分析钎焊接头的显微组织及钎缝物相,测试钎焊接头的力学性能及显微硬度。结果表明:在钎焊过程中熔融的Al基钎料与固态的AZ31B母材发生强烈的合金化作用,原始钎料中均一的Mg32(Al,Zn)49相在钎焊后完全消失,同时在钎缝中生成α-Mg、β-Mg17(Al,Zn)12相。钎焊搭接接头的平均抗剪强度达到44MPa,对接接头的平均抗拉强度达到71MPa。接头的断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂产生在β-Mg17(Al,Zn)12硬脆相处。     

Zn基钎料钎焊镁合金AZ31B接头的钎缝物相及力学性能

以Zn基钎料对变形镁合金AZ31B进行了高频感应钎焊,研究了钎焊接头的钎缝物相及力学性能.采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线能谱分析仪等分析了钎焊接头的界面组织及钎缝物相,测试了钎焊接头的强度及钎缝组织的显微硬度.结果表明:钎料与母材发生界面反应,在钎缝中生成α-Mg,γ-MgZn相.钎焊搭接接头平均抗剪强度为55 MPa,对接接头平均抗拉强度为77 MPa.接头的主要断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂主要产生在α-Mg+γ-MgZn共析体组织处和α-Mg基体与α-Mg+γ-MgZn共析体组织的界面处.     

Al-Mg-Zn钎料钎焊镁合金AZ31B接头的显微组织和性能

以Al-Mg-Zn钎料对变形镁合金AZ31B进行了高频感应钎焊,分析了变形镁合金AZ31B钎焊接头的显微组织、钎缝物相和力学性能.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)等仪器分析了钎焊接头的界面组织及钎缝生成相,测试了接头的强度及形成相的显微硬度.结果表明,在钎焊接头的钎缝中钎料与母材Az31B发生反应生成离异共晶组织α-Mg+β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12),母材AZ31B的显微硬度最低,钎缝中的β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12)相显微硬度最高.对接和搭接接头断口的断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂产生在离异共晶组织α-Mg+β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12)中的β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12)硬脆相处.

Abstract：

High-frequency induction brazing of wrought magnesium alloy AZ31B with Al-Mg-Zn fdler metal was investigated. Microscopic structure, the phases and the mechanical properties of brazed joint were studied. The microstructure and formation phases at the interface in the brazed joint were investigated by scanning electron microscopy(SEM), X-ray diffraction instrument(XRD) and energy dispersive spectrometer (EDS). The strength of the brazed joint and the microhardness of the formation phases were also tested. The results show that, Al-Mg-Zn filler metal reacting with the base metal AZ31B, and a-Mg+β-Mg_(17) (Al,Zn)_(12) divorced eutectic structure is formed in the brazed joint. Microhardness of the base metal AZ31B is the smallest and β-Mg_(17) (Al, Zn)_(12) phase of the brazed joint is the hardest. Both the butt joint and the overlap joint exhibit intergranular fracture mode, the fracture comes from hard brittle phase β-Mg_(17) (Al,Zn)_(12) of α-Mg+β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12) divorced eutectic structure.     

Sn-Zn钎料钎焊镁合金AZ31B接头的显微组织及力学性能

以Sn-Zn钎料对变形镁合金AZ31B进行了炉中钎焊,研究了变形镁合金AZ31B钎焊接头的微观结构与连接强度。采用XRD、SEM、EDS等仪器分析了钎焊接头的界面组织和钎缝物相,测试了钎焊接头的剪切强度与钎缝组织的显微硬度。结果表明,Sn-Zn钎料在钎焊过程中与母材AZ31B发生溶解与扩散作用,在钎缝中生成金属间化合物Mg2Sn和(β-Sn+Mg2Sn)共晶组织。钎焊接头中母材的显微硬度最低,Mg2Sn的显微硬度最高,钎焊搭接接头平均抗剪切强度达到48 MPa。钎焊搭接接头的主要断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂主要发生在共晶组织和Mg2Sn相处。     

钎料元素Al+Zn对镁合金钎焊接头显微组织和抗剪强度的影响

为了研究钎料元素Al+Zn对镁合金钎焊接头显微组织与抗剪强度的影响,以两种Al-Mg-Zn镁合金钎料对变形镁合金AZ31B进行了高频感应钎焊,研究两种Al-Mg-Zn镁合金钎料的显微组织、钎焊接头的显微组织及力学性能。结果表明:随着钎料中Al+Zn元素含量(质量分数)的增加,钎料的固相线和液相线温度也随之增加;在钎焊过程中两种Al-Mg-Zn镁合金钎料与母材AZ31B均发生强烈合金化作用,在钎缝中均生成α-Mg+β-Mg17(Al,Zn)12离异共晶组织,钎料的原始显微组织消失,且随着钎料中Al+Zn元素含量的增加,钎焊接头中的金属间化合物相β-Mg17(Al,Zn)12的体积分数和显微硬度也随之增加,同时钎焊接头力学性能随之降低。钎焊接头的断裂形式均为沿晶脆性断裂,断裂均产生在金属间化合物相β-Mg17(Al,Zn)12处。     

MgAlSn钎料钎焊AZ61镁合金的钎缝显微组织及力学性能

用一种MgAlSn镁合金钎料对变形镁合金AZ61执行了高频感应钎焊,研究了MgAlSn钎料的显微组织、钎焊接头的显微组织及力学性能。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析仪(EDS)等分析了钎料的显微组织和钎焊接头的界面显微组织及钎缝物相,测试了钎焊接头的强度。结果表明:在钎焊过程中钎料与镁合金母材发生界面冶金反应,在钎缝中钎料的原始显微组织形貌消失,由于合金化作用在钎缝中形成新的钎缝显微组织并形成新相α-Mg。钎焊对接接头的平均抗拉强度为45 MPa,搭接接头的平均抗剪强度为36 MPa。接头断口的主要断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂位置主要产生于硬脆α-Mg+β-Mg_(17)Al_(12)处。     

Sn对AZ890镁合金铸态组织和力学性能的影响

通过OM、XRD、SEM和力学性能测试等手段研究了Sn元素对AZ80镁合金铸态组织和力学性能的影响。AZ80-xSn（x=1,3,5wt.%）铸态显微组织呈现出典型的等轴树枝晶形貌,主要有α-Mg,离异共晶Mg17Al12,层片状Mg17Al12,离异共晶Mg2Sn相组成。添加Sn元素可以有效的抑制层片状Mg17Al12相的析出,当Sn添加量为5wt%时,层片状Mg17Al12基本消失。Sn元素添加量少于3wt.%时,具有很好晶粒细化效果。而且,Sn元素具有明显的强化效果,当Sn添加3wt.%时,具有较好的综合力学性能。     

TiNiB高温钎料钎焊TiAl基合金接头微观组织

采用电弧熔炼TiNiB合金作为高温钎料对TiAl合金进行钎焊,研究了接头界面组织的形成及其随钎焊温度变化的演化过程.电弧熔炼的TiNiB合金钎料主要由Ti-Ni与TiNi3共晶组织及弥散分布的块状TiB2组成,DTA测试曲线表明钎料的熔点为1 120℃.钎焊过程中,TiAl基体向液态钎料中的溶解量决定了钎焊接头界面组织的形成及其演化过程.随着活性元素Ti和Al向液态钎料溶解量的增加,靠近钎缝侧的TiAl基体发生固态相变转化为β层;钎缝组织演化为Ti-Al-Ni三元化合物,并伴有少量的β相;块状的TiB2在过量活性元素Ti存在的情况下逐渐转变为长条状的TiB相.     

ZK60镁合金的炉中钎焊工艺研究

采用高纯锌箔钎料对ZK60镁合金进行真空钎焊试验,并利用DMI-5000M扫描电镜研究了钎焊工艺参数对钎缝成形的影响,同时采用Durascan-700全自动硬度仪对接头的显微硬度进行了测试,采用XRD分析仪对钎缝组织做出了成分分析。结果表明:当钎焊温度445℃、保温时间45 s时,钎缝组织性能较好、硬度最高,微观组织无气孔,裂痕,树枝晶大小均匀,晶粒细小。钎缝冶金产物为α-Mg基体和α-Mg+γ-Mg Zn共晶组织。     

喷射成形Mg-9Al-xZn合金的微观组织演变

利用喷射成形技术制备AZ91、AZ92和AZ93镁合金沉积柱坯,并对其微观组织演变进行观察.结果表明:铸态普通凝固AZ91合金的晶粒粗大,脆性β-Mg17Al12相连续分布成网状结构;而喷射成形AZ91、AZ92和AZ93合金的组织均匀,晶粒被充分细化,β-Mg17Al12相的网状结构被打破;喷射沉积快速凝固条件下高的冷却速率促进了过饱和α-Mg固溶体组织的形成,使得偏析相减少,形态改善;Zn含量的增加降低了Al在Mg中的溶解极限,促进了β-Mg17Al12相在晶界的析出及α-Mg+β-Mg17Al12离异共晶组织的形成;Zn元素的偏析倾向为激活成分过冷区内的形核质点提供了驱动力,从而阻碍了晶粒长大.     

微量钒对AZ91D镁合金显微组织的影响

研究了添加微量钒对AZ91D镁合金显微组织的影响。在AZ91D镁合金熔炼过程加入AlV55中间合金引入钒元素,用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射等分析研究了加钒前后合金组织的变化以及钒在合金中的存在形式。结果表明:钒的引入使β-Mg17Al12相由不连续网状逐渐离散化,钒在AZ91D合金中主要以新相Al3V形式溶解或分散于β-Mg17Al12相和α-Mg基体中。高熔点的新相Al3V在AZ91D镁合金凝固过程中先于其他相生成聚集在固液界面前沿,抑制晶粒的长大;同时由于α-Mg相细化而使晶界面积增加,相应的单位面积晶界处发生共晶反应的熔液体积减少,生成的β-Mg17Al12相变得细小。同时由于晶粒尺寸减小以及晶界处Al3V相的强化作用,AZ91D合金的硬度随着添加钒含量的增加呈增大趋势。     

挤压和热处理过程中AZ91镁合金的组织变化(英文)

对AZ91镁合金在均质化热处理、热挤压和时效处理中的组织演化规律进行研究。研究结果表明,在铸态组织中存在离异共晶和固态析出两种β-Mg17Al12相。在最佳的均质化处理(380℃,15h)过程中,β-Mg17Al12相大部分溶解到α-Mg基体中,并且晶粒细小。在热挤压过程中发生动态再结晶以及由此产生的晶粒细化。而时效处理之后则出现平行于挤压方向的带状β-Mg17Al12相析出,这应该是由于在挤压过程中把原始铸造偏析挤扁拉长而造成的。另外,根据实验结果,详细地讨论了均质化和时效处理的温度、保温时间以及挤压工艺参数对AZ91镁合金的组织变化产生的影响。     

镁/钢异种金属CMT对接熔钎焊连接机理

文中用AZ61镁焊丝以及冷金属过渡焊接方法对接形式连接镁合金AZ31和镀锌钢板,在焊接过程中保持焊接速度不变,通过调节送丝速度和对钢板开不同的坡口研究不同焊接工艺参数下焊缝的表面成形、接头的力学性能和微观组织结构. 结果表明,通过调节合适的焊接参数以及坡口形式,镁-钢之间能形成焊缝成形美观、接头最大抗拉载荷达到4.02 kN的镁钢对接熔钎焊接头. 并且熔钎焊接头包括镁侧的熔焊接头和钢侧的钎焊接头,钎焊接头由两部分组成,一部分是坡口面上的镁与裸钢板之间的钎焊接头,另一部分是镀锌钢板上表面的镁-镀锌钢之间的钎焊接头. 镁-镀锌钢侧的钎焊连接主要由靠近镁侧的(α-Mg+MgZn)的共晶相,以及靠近钢侧的Fe-Al相反应层实现连接. 无镀锌层的钢和镁连接主要依靠焊丝中的微量Al元素扩散到钢表面形成Fe/Al相来实现连接.     

Microstructure and mechanical behaviour of cold metal transfer welded Mg/Al dissimilar joint using wire AZ31 as filler metal

Mg/Al dissimilar butt joint was produced by modified cold metal transfer process using wire AZ31 as filler metal. The energy input characteristics and the microstructure and mechanical behaviour of the joint were investigated. Microstructural analysis shows that a diffusion Mg–Al intermetallic compounds interface layer formed along the weld boundary near Al substrate. The interface layer consisted of three intermediate layers from Al substrate to weld metal: Mg₂Al₃ layer, Mg₁₇Al₁₂ layer and Mg₁₇Al₁₂?+?α-Mg solid solution eutectic layer. The tensile strength of the welded joint was 38.4?MPa, which was fairly dependent on the lowest strength of the three intermediate layers. The brittle fracture occurred primarily within the thinnest Mg₂Al₃ intermediate layer adjacent to Al substrate.     

快速凝固AZ91D镁合金的相结构及位错

采用TEM和XRD分析技术研究了快速凝固AZ91D镁合金的相结构及位错。实验发现，在急冷快速凝固条件下，AZ91D镁合金惯常发生的L→α-Mg Mg17Al12共晶反应在很大程度上被抑制，形成了以过饱和的α-Mg为主相的快速凝固组织。凝固组织由尺寸为0．8gm～6gm的α-Mg晶粒、离散分布于晶内和晶界上的尺度在5nm-70nm之间的少量的椭球形Mg17Al12和极少量的多角形Al8Mn5颗粒、以及弥散分布于晶内的非常细小的不规则形态β-AlMg相组成。β-AlMg相为从α-Mg晶内过饱和析出的、逐步向Mg17Al12相过渡的亚稳定组态。在a-Mg晶粒内存在着大量的位错缠结和位错胞，位错胞尺寸在0．2μm～0．74μm之间；高密度位错主要存在于在α-Mg的(002)密排晶面上，且呈现出明显的方向性。     

光纤激光焊接AZ91D镁合金接头微观组织特征

采用光纤激光焊接AZ91D镁合金,借助金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜分别对焊接接头的微观组织结构、相组成、断口形貌进行分析.结果表明:光纤激光焊接AZ91D镁合金,能够得到无明显缺陷的焊接接头,焊缝组织为细小的柱状晶组织,接头热影响区小.焊缝组织由过饱和α-Mg固溶体和Al_2Mg相组成,焊缝金属冷却速度较快,没有β-Mg_(17)Al_(12)脆性相析出.α-Mg晶内和晶界上有少量Al_2Mg析出物,且存在大量位错线和位错胞.断口特征为韧脆混合断裂形式,有微小裂纹存在.     

在线固溶及离线热处理对压铸AZ91D镁合金组织及硬度的影响(英文)

研究在线固溶处理、离线固溶处理和时效处理对压铸AZ91D镁合金组织及硬度的影响。结果表明:在线淬火和离线时效处理可提高压铸AZ91D合金的布氏硬度,但是离线固溶处理使合金的硬度下降。通过X射线物相分析、光学显微组织分析、差热分析、扫描电镜及能谱分析,发现在线固溶和时效处理后合金的组织与压铸AZ91D的基本相同,仍由α-Mg及β-Al12Mg17组成。在压铸镁合金冷却过程中,在线固溶处理使温度急剧降低从而阻止了β-Al12Mg17相的继续析出,增强了Al元素固溶强化的效果。时效处理后,Al12Mg17从Mg的过饱和固溶体中析出并细化组织,改善了细晶强化的效果。离线的固溶处理使Al12Mg17分解,导致其固溶强化效果得到增强但是晶界强化相大幅度减少,从而使合金的硬度降低。