异种金属物理性质对激光焊接熔池的影响

异种金属材料的物理性质会对焊接冶金化的整个过程产生很大的影响.在综述几类异种金属激光焊接的研究现状时,主要分析了Cu和Fe,Ni和Ti,Cu和Ni,Fe和Al这几时异种金属间的熔点、导热系数和溶解度的差异,对激光焊接凝固后熔池的形状、成分变化和微观组织特征的影响.     

焊接速度对钢/铝异种金属激光深熔焊接头特性的影响

为了解决钢/铝异种金属焊接接头力学性能较低的难题,采用无任何填充材料的光纤激光深熔焊接方法,研究了不同焊接速度对钢/铝搭接接头焊缝成形、界面组织和力学性能的影响.研究结果表明,随着焊接速度从2.4 m/min增加到3.3 m/min,钢/铝接头焊缝成形不断改善,且在焊接速度为3.0、3.3 m/min时,获得良好的焊缝成形.钢/铝接头界面金属间化合物层由Fe_2Al_5和Fe_4Al_(13)相组成,且增加焊接速度明显减小Fe_4Al_(13)相的数量及界面Fe_2Al_5层的厚度.接头拉伸剪切试验结果表明,当焊接速度为3.0 m/min时,钢/铝搭接接头的机械抗力值最高达137.1 N/mm.     

低碳钢与铝合金异种金属搭接激光-滚轮焊接

为了提高低碳钢与铝合金异种金属的焊接性能,采用激光-滚轮焊接工艺对低碳钢和铝合金搭接接头的焊接性能进行了研究,通过试验确定最佳工艺参数.采用激光显微镜和拉伸试验机分别分析了焊接接头组织和拉伸剪切性能.结果表明,随着激光功率的减少或焊接速度的增加,金属间化合物层厚度和接合宽度随之减小.随着滚轮压力的增加,金属间化合物层厚度随之增加.当金属间化合物层厚度为4～6μm,热输入量范围为375～800 J/cm时,拉伸剪切试样断裂位置均位于低碳钢母材侧.     

铝/钢异种金属焊接接头界面Al-Fe金属间化合物生成及其热力学分析

对铝/钢异种金属焊接接头界面进行了XRD和EDS分析,结果表明:在Al-Fe界面上主要生成Fe2Al5和FeAl3两种金属间化合物,以热力学基本定律为基础,建立了基于相图的Al-Fe金属间化合物形成的吉布斯自由能计算模型,利用该模型分别计算了各Al-Fe金属间化合物形成的吉布斯自由能随温度变化的关系。结果表明,生成Fe2Al5的吉布斯标准自由能比生成FeAl3的低,所以在铝/镀锌钢板的焊接过程中,Fe2Al5要比FeAl3优先生成。     

Al—Ti系金属间化合物梯度功能材料抗热冲击性的研究

基于脆性材料临界应力理论推导出梯度材料抗热冲击阻抗的数值表达式，利用非线性有限元程序对Ａｌ－Ｔｉ系金属间化合物梯度材料耐热冲击性进行了数值模拟，采用激光加热，声发射试验手段对其梯度材料的抗热冲击性进行试验研究。     

Fe-Co-Sm-Ho合金800℃下的金属间化合物

为了研究Fe—Co—Sm—Ho合金在800℃平衡条件下所存在的金属间化合物种类和晶体结构,配制了39个Fe-Co—Sm-Ho合金样品．采用金相显微镜、X射线衍射方法,分析确定了Fe-Co—Sm—Ho合金在800℃平衡条件下共有7个类型的金属间化合物存在：1：2型、1：3型、1：5型、2：7型、6：23型、,Th2Ni17结构的2：17型和Th2Zn17结构的2：17型．     

NiAl金属间化合物改性研究

采用自反应高温合成技术及粉末冶金工艺制备了ＮｉＡｌ金属间化合物及其合金。通过三点弯曲和常温压缩实验法研究了ＮｉＡｌ金属间化合物及其改性后材料的常温性能。结果表明：合金元素硼明显提高了ＮｉＡｌ材料的常温强度但塑性改善不大；合金元素铁使ＮｉＡｌ材料的常温变形能力有一定的改善。采用自洽物离散变分Ｘａ方法对合金化前后材料的键性进行计算，并由此来说明化学键的变化对材料性能的影响。     

铜铝系中金属间化合物形成机制的研究现状

在制备铜铝合金的过程中会有铜铝金属间化合物的形成,其中Cu9 Al4和CuAl2相作为铜铝金属间化合物中的两个典型,采用不同的制备方式很大程度上影响了两种金属间化合物形成的顺序.综述了机械合金化与热扩散工艺对铜铝金属间化合物形成的区别及联系.在机械合金化过程中,Cu/Al界面达到微纳米级尺度,非平衡相Cu9 Al4要优先于CuAl2相形成,随后相的转变与球磨工艺参数相关.然而在热扩散过程中因其Cu/Al界面远超微米级致使平衡相CuAl2优先形成,烧结温度及保温时间极大地影响了相的形成和生长.此外,从热力学和动力学的角度出发,明晰铜铝系中金属间化合物的形成机制以及Cu/Al界面处金属间化合物的生长规律,这对于调控Cu/Al界面处金属间化合物的形成及生长以提高铜铝界面的结合强度至关重要,以助于铜铝合金、铜铝连接件和铜包铝导线在电力系统、机械、微电子工业、冶金、航空航天等领域得到更好的应用.     

铝合金与不锈钢异种金属铝硅药芯焊丝TIG熔钎焊接头组织及性能

为了解决钢/铝异种金属焊接接头力学性能较低的难题,采用无任何填充材料的光纤激光深熔焊接方法,研究了不同焊接速度对钢/铝搭接接头焊缝成形、界面组织和力学性能的影响.研究结果表明,随着焊接速度从2.4 m/min增加到3.3 m/min,钢/铝接头焊缝成形不断改善,且在焊接速度为3.0、3.3 m/min时,获得良好的焊缝成形.钢/铝接头界面金属间化合物层由Fe₂Al₅和Fe₄Al₁₃相组成,且增加焊接速度明显减小Fe₄Al₁₃相的数量及界面Fe₂Al₅层的厚度.接头拉伸剪切试验结果表明,当焊接速度为3.0 m/min时,钢/铝搭接接头的机械抗力值最高达137.1 N/mm.

     

异种钢焊接熔合区的形成及其特征

用金相、扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)等试验手段对异种铜焊接熔合区附近的显微组织及合金元素分布进行了研究。探讨异种铜焊接熔合区及其过渡区的形成、划分和元素的扩散规律。还讨论铬镍奥氏体异种钢焊缝金属的结晶形态及δ铁素体的分布。     

金属间化合物SbSn 的合成及脱硫性能研究

考察了淬速, 二次熔炼、熔融时间和加盐对SbSn 材料的结构和脱硫性能的影响。结果表明, 在电压30 V, 电流400 A 的条件下, 随着淬速的提高, 三方晶体的成分增加, 脱硫性能也随之增加。二次熔炼后提高了熔体的洁净度, 在快冷的过程中, 结晶的晶核比较少, SbSn 材料的结晶度下降, 脱硫性能明显降低。随着熔融时间的增加, 熔体的均匀程度增加, 所以制备出的SbSn 材料的结晶度增加, 脱硫性能增加。在熔融过程中加入NaCl 可以提高SbSn 材料的结晶度, 同时提高了脱硫性能。以噻吩和乙硫醇为模型化合物初步研究了SbSn 材料的脱硫机理, 结果表明噻吩类化合物脱硫机理以吸附为主, 硫醇类化合物的反应机理以化学反应C - S 键断裂为主。     

13MnNiMo54/20MnMo异种金属埋弧焊接头性能研究

采用埋弧焊方法对板厚为106 mm的13MnNiMo54/20MnMo进行了异种金属多层多道焊,在检验合格的焊件上截取并制备试样。通过对焊接接头金属进行组织观察、高温拉伸试验以及显微硬度测试研究了异种金属焊接接头的性能。结果表明:中间层焊缝金属组织以细小的块状铁素体为主,表层焊缝金属组织主要为粗大的先共析铁素体和针状铁素体;20MnMo侧HAZ粗晶区是焊接接头的薄弱部位;表层焊接接头金属硬度高于中间层接头金属的硬度,20MnMo侧HAZ粗晶区金属的硬度值最高。     

基于价电子理论的Ag-Sn金属间化合物形成机理

SnAgCu焊点中的金属间化合物(intermetallic compounds,IMCs)Ag3 Sn脆性大且电阻高,对焊点可靠性具有重要影响,有必要明确其形成过程和相变机制以控制其生长.采用固体与分子经验电子理论(empirical electron theory,EET)研究Ag-Sn系统中的主要扩散元素及原子运动路径,应用自洽键距差(self-consistent bond length difference,SCBLD)法计算了Ag-Sn系统内参与反应相的价电子结构及可能形成的固溶体的结合能,根据结合能变化趋势从价电子层面描述出Ag3 Sn在焊点内部的形成过程.研究结果表明:Ag-Sn系统中的主要扩散元素为Sn,Sn原子进入Ag晶胞形成固溶体,固溶体内原子重新排布,形成结合能更高、排布更均匀的共价键,造成晶格膨胀,位于(110)晶面和面心位置的Ag原子随之向外扩张,形成了同样具有良好对称性的Ag3 Sn,与前人研究Ag-Sn系统扩散的实验结果相符.     

金属间化合物NiAl的合金化与凝固技术

详细介绍和评述了金属间化合物NiAl的合金化与凝固技术的研究现状，并重点介绍了合金化对NiAl合金的塑性、韧性和强度的影响，以及定向凝固，普通铸造和单晶制备技术对NiAl合金强韧化的影响。其中，定向凝固技术制备的NiAl基与难熔金属相组成的共晶合金具有良好的综合力学性能，既具有较高的高温强度，又具有较好的室温韧性。     

NiAl金属间化合物纳米晶的制备及特性

采用自蔓延高温合成法制备了ＮｉＡｌ金属间化合物，对合成的ＮｉＡｌ粉末进行高能球磨处理。Ｘ－ｒａｙ衍射分析表明：长时高能球磨处理后的ＮｉＡｌ粉末，其晶粒度显著减小处理２００ｈ后，可获得晶粒尺度为３ｎｍ的ＮｉＡｌ纳米晶娄，这种纳米粉的显微硬度和比热与未处理的ＮｉＡｌ粉末相比有较大幅度的提高。     

TiAl金属间化合物解理断裂行为的研究

通过三点弯曲预裂纹试样在室温（２５℃）和７００℃的断裂试验，对接近γ和全层状α＋γ的两种ＴｉＡｌ金属间化合物的解理断裂行为进行了研究。经过断口的详细观察和裂纹尖端应力、应变的有限元计算确定解理断裂的临界阶段。结果表明解理断裂是由预制裂纹的直接扩展所引发，由加工硬化决定的裂尖处的正应力是决定性的控制因素。     

NiAl金属间化合物的韧化方法与机制

综述了NiAl金属间化合物的韧化方法,主要包括合金化、细化晶粒、制备单晶等。同时介绍了这些方法的研究现状,并且分析了每种方法的韧化机制。提出了采用适当的制备方法和加工工艺可以得到综合性能较好的NiAl基金属间化合物。