湿热环境对Zn-2Al钎料显微组织及力学性能的影响

针对Zn-2Al钎料在湿热环境下的时效劣化行为,通过高温高湿加速腐蚀试验模拟了湿热大气环境,研究了在恒定湿热环境下腐蚀时间对钎料显微组织、力学性能及润湿性能的影响.结果表明,钎料表观腐蚀深度与腐蚀时间呈线性关系,水汽腐蚀主要发生在晶界处,当腐蚀达到一定程度后,钎料内形成了大量的腐蚀裂纹和腐蚀孔洞.晶间腐蚀是晶内富锌η相为阴极,晶界处富铝α相为阳极而溶解的电化学腐蚀.钎料的抗拉强度、塑性和韧性均随着腐蚀时间的延长而降低,钎料在1060铝板上的润湿面积随着腐蚀时间的增加而急剧减小.     

自然时效时间对ZnAl15钎料显微组织与力学性能的影响

对自然时效1、3、5、7个月的ZnAl15钎料进行了显微组织和力学性能分析,结果发现,未经时效的ZnAl15钎料组织主要是过饱和α-Al相和过饱和β-Zn相,随时效时间的延长,钎料中过饱和α-Al相和过饱和β-Zn相发生脱溶分解,引起富Al的α相的体积分数增加,而Zn含量较高的β相和α相组成的共析组织的体积分数减少;另外,钎料组织中O含量逐渐增多,钎料晶界产生氧化物,导致晶界模糊、弱化。钎料组织形貌、相组成等随时效时间的增加而发生改变,导致钎料抗拉强度和延伸率下降、显微硬度升高。时效7个月的钎料其抗拉强度降低33%、延伸率降低65%,而显微硬度增加15%。     

Cu对Sn-9Zn无铅钎料电化学腐蚀性能的影响

对Sn-9Zn-xCu钎料在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为进行研究,以揭示添加Cu对Sn-9Zn钎料耐蚀性的影响。结果表明:添加Cu元素使Sn-Zn钎料的腐蚀电位有所增加,即添加Cu元素可以改善Sn-Zn钎料的耐腐蚀性能;XRD检测发现Sn-9Zn-xCu钎料的腐蚀产物中存在Zn5(OH)8Cl2.H2O;随着Cu含量的增加,Zn5(OH)8Cl2.H2O的量逐渐减少,出现Cu的腐蚀产物,腐蚀表面趋于均匀平整,选择性腐蚀减弱,腐蚀产物的黏附性较好。     

铜铝钎焊接头腐蚀机理分析

通过感应钎焊获得了Zn-2Al,Zn-2Al-1.2Cu,Zn-13Al-5Ag三种不同的铜铝钎料接头,借助试验手段研究了不同钎料的电化学腐蚀行为以及腐蚀前后不同接头的力学性能. 结果表明,在3.5%NaCl溶液中,三种钎料的耐腐蚀性能从高到低依次是Zn-13Al-5Ag,Zn-2Al-1.2Cu和Zn-2Al钎料. 腐蚀后三种钎料接头的抗剪强度下降率分别为29.4%,24.5%和23.7%,这是由于钎料接头铜侧界面处金属间化合物为高电位阴极相,与钎缝中α-Al相形成高电位差,从而导致抗剪强度下降.Zn-13Al-5Ag钎料接头钎缝中AgZn3增强相不易发生阳极溶解进入溶液,该钎料中弥散分布的细微的α-Al相阳极溶解后在接头表面形成钝化膜,使反应不易进行,因此其抗腐蚀性能最好     

焊后钎剂残渣腐蚀行为分析

采用扫描电子显微镜、电化学工作站等手段对同一型号不同药芯钎料钎剂残渣的腐蚀行为进行了系统研究分析。研究结果表明：钎料和基体在钎剂溶液中均发生了腐蚀,基体的腐蚀速率整体明显高于钎料的腐蚀速率;腐蚀速率随着时间的延长不断降低,但腐蚀并未停止。钎料组织越细,晶界越多,晶界处非规则排列的原子将发生较多腐蚀反应,耐腐蚀性下降。高温加速试验后Fe基体和镀锌层间出现微观裂纹,钎剂中强腐蚀性物质已渗透到界面层;在镀锌层区域,锌元素大量被氧化,形成了ZnO;在残留钎剂层区域,Fe,Zn元素含量较高,耐蚀性较差的Fe元素部分已扩散到残留钎剂层区域,形成铁的氧化物,同时又与NaCl等发生反应,形成FeCl3等物质。 创新点： 探明了钎剂残渣的腐蚀行为,明确其对钎焊接头可靠性的影响程度。     

1060铝钎缝耐腐蚀性分析

以1060纯铝作为母材,选取Zn-Al-Ag,Zn-Al,Sn-Zn,Zn-Cd-Ag等4种钎料,采用氧乙炔火焰钎焊工艺制备钎焊接头,采用盐浴浸泡方法加速腐蚀,分析了4种钎缝的耐腐蚀性. 通过宏观形貌观察、极化曲线测试、失重分析和显微组织观测,综合评价了钎缝的耐腐蚀性. 结果表明,在所分析的3个合金系中,Zn-Al系钎料钎缝耐腐蚀性能较好,Zn-Cd-Ag钎缝耐腐蚀性次之,Sn-Zn钎缝的耐腐蚀性最差. 对盐浴腐蚀而言,Zn82Al13Ag5比Zn98Al更耐腐蚀. 而对于电化学腐蚀而言,银的加入能够进一步提高Zn-Al系钎料钎缝的耐腐蚀性能.     

热镀锌铝镁镀层的切边保护性能和耐腐蚀机理

采用SEM观察了成分不同热镀锌合金镀层的微观结构和镀层腐蚀后的表面形貌,用电化学和循环腐蚀试验分析镀层钢板的腐蚀行为和耐蚀性能,并用XRD分析镀层表面腐蚀产物的相组成。结果表明:热镀锌铝镁镀层中Al、Mg及Zn2Mg相的存在可以使镀层表面形成稳定的化合物,降低电化学试验时镀层的电流密度和溶解速度;镀层中的共晶相可以使Mg元素在镀层中均匀分布,从而抑制阴极反应;镀层腐蚀后形成的Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn6Al2(OH)16CO3·4H2O是不溶性的胶状腐蚀产物,可以有效隔断镀层与外界物质间的电子传输。腐蚀初期,Zn2Mg优先溶解,为腐蚀产物提供足够的Mg元素,部分Mg元素进入Zn的腐蚀产物中,形成Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn4CO3(OH)6·H2O。而Al3+和Mg2+的存在可以降低镀层中Zn4CO3(OH)6·H2O脱水形成无保护作用Zn O的趋势,增加Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn6Al2(OH)16CO3·4H2O等腐蚀产物的量,且Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn4CO3(OH)6·H2O填充于腐蚀缝隙中可以进一步阻止腐蚀的发生,使得镀层表面获得更低的电位,因而对阳极的分层扩散驱动力变小,降低切边部位在长期腐蚀中的溶解情况,提高镀层的耐蚀性能和切边保护性能。     

SiC_P/Al复合材料的钎焊工艺研究

采用Zn98Al和Zn72.5Al两种Zn-Al药芯钎料对SiCP/Al复合材料进行氩气保护钎焊试验,研究了钎焊温度和保温时间对接头剪切强度及显微组织的影响。结果表明,用这两种钎料在氩气保护炉中钎焊SiCP/Al复合材料,可以获得质量良好的钎焊接头。对Zn98Al钎料,当温度为490℃、保温45min时可获得剪切强度为71.01MPa的钎焊接头;而Zn72.5Al钎料,在温度为560℃、保温11 min时可获得剪切强度为63.71MPa的钎焊接头。两种钎料的钎焊接头显微硬度均略低于母材。两种接头钎缝区的XRD相结构分析发现,钎缝中都只存在α(Al)和β(Zn)两相;接头断口扫描观察显示,接头整体呈韧性断裂特征。     

稀土LaNd对Zn9.3Al7Cu钎料腐蚀性能影响

采用合金化原理,在Zn9.3Al7Cu钎料基体中添加稀土LaNd, 研究稀土LaNd对Zn9.3Al7Cu无铅钎料腐蚀性能的影响. 结果表明,当LaNd添加量不超过0.3%时,随着LaNd添加量增加,Zn9.3Al7CuxLaNd钎料中弥散分布大量的耐蚀性较强的ε(CuZn5)相,钎料合金的腐蚀电位逐渐上升,抗腐蚀性增强;当LaNd添加量超过0.3%时,随着LaNd添加量增加,Zn9.3Al7CuxLaNd表面开始出现腐蚀坑,且腐蚀产物中O元素含量增加,钎料合金的腐蚀电位逐渐降低,耐腐蚀能力变弱. 从Zn9.3Al7CuxLaNd钎料的腐蚀性能考虑,稀土LaNd的最佳添加量为0.3%.     

Sn对Zn4Al3Cu无铅钎料腐蚀性能的影响

根据合金化原理,在Zn4Al3Cu钎料基体上添加不同含量Sn,形成一种新型合金,研究了Sn含量对Zn4Al3CuxSn钎料合金腐蚀性能的影响。结果表明:随着Sn含量增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金的腐蚀速率逐渐升高。其中,Zn4Al3Cu钎料的腐蚀速率最低,为0.076 mm/a,耐蚀性最好。随着Sn添加量增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金的腐蚀电位逐渐降低,w(Sn)为15%时,钎料腐蚀电位最低,为-1.201 1 V,较基体钎料Zn4Al3Cu腐蚀电位降低了0.063 V。