合金元素对AgCuZn系钎料合金组织与性能的影响

通过向AgCuZn系钎料合金中添加适量的合金元素Sn,Ni,P,研究了不同元素含量的Sn,Ni,P对AgCuZn系无镉钎料组织性能的影响.结果表明,随着Sn元素含量的增加,钎料的润湿铺展性能整体呈上升趋势;P元素的加入可以降低液态钎料与试件间的表面张力,改善钎料的润湿性和流动性.显微组织分析表明,AgCuZn系钎料合金微观组织主要由富Cu相、CuZn化合物相、Cu5.6Sn化合物相、Cu40.5 Sn11化合物相和Ag的析出相组成,AgCuZn钎料合金中加入Sn元素后生成粗大的树枝晶,使钎料脆性增大;钎料合金中加入Ni元素,生成灰黑色的Ni3P化合物相,微观组织细化;P元素的加入生成灰色的Cu3P化合物相.     

Ga和Ce复合添加对低银无镉钎料组织及性能的影响（英文）

通过向Ag17CuZnSn钎料中复合添加微量的Ga和稀土元素Ce,研究了Ga和Ce元素的复合添加对低银无镉钎料组织及焊接性能的影响。采用火焰钎焊方法得到黄铜与不锈钢异种金属钎焊接头。试验表明,随着Ga和Ce元素的添加低银钎料的固液相线温度不断下降。当Ga和Ce含量分别为2%和0.15%(质量分数)时,钎料在母材表面的铺展面达到最大值。Ga和Ce元素的复合添加对低银钎料中的CuZ n化合物相有明显的细化作用,黄铜与不锈钢钎焊接头的抗剪强度最大值为378.6 MPa。在钎焊过程中,钎缝与不锈钢母材之间发生了明显的元素扩散,Ga元素的扩散率大于其他元素。同时当低银钎料中的Ce元素含量大于0.3%时,钎料组织中出现了新生成的块状稀土相。     

添加微量稀土对SnBi基无铅钎料显微组织和性能的影响

研究了添加微量稀土对Sn58Bi基无铅钎料熔化温度、润湿性能、钎焊接头强度、高温时效前后IMC厚度的变化和显微组织的影响,并与添加一定量Ag对Sn58Bi钎料的试验结果做了比较.试验所用钎料为Sn58Bi,Sn58Bi0.5Ag,Sn58Bi0.1RE和Sn58Bi0.5Ag0.1RE,添加稀土为Ce基混合稀土.试验结果表明,添加微量稀土不仅抑制了Sn58Bi钎料高温时效引起的IMC的生长,而且细化了显微组织;微量稀土添加对钎料熔化温度没有明显影响,但能显著改善Sn58Bi钎料的润湿性能和接头强度,而且改善的程度优于添加微量Ag对Sn58Bi钎料的作用.     

微量元素对Al-Si共晶钎料钎缝组织的影响

本文系统研究了Na、Sr、MR(混合稀土)、La、Ce、Bi六种变质元素对Al-Si共晶钎料钎缝组织的影响,钎料在钎缝中保持变质组织的机理与条件,变质钎料钎焊接头机械性能和耐腐蚀性能改善的原因。     

Li含量对Mg-xLi-3(Al-Si)合金显微组织和力学性能的影响（英文）

基于α-Mg、α-Mg+β-Li和β-Li三种相结构,制备Mg-4Li-3(Al-Si)、Mg-8Li-3(Al-Si)和Mg-12Li-3(Al-Si)三种合金,用于研究Al-Si共晶体对其组织和力学性能的影响。在Mg-xLi (x=4%,8%和12%,质量分数)合金中添加Al-Si共晶体分别形成以下的Al-Li析出相:Al_3Li、AlLi和Li_3Al_2。此外,在这三种合金中还发现大量的Mg_2Si相颗粒。拉伸试验结果表明,Mg-4Li-3(Al-Si)合金的极限抗拉强度最高,为249 MPa,其伸长率最低,为6.3%。Mg-12Li-3(Al-Si)合金的伸长率最高,为26%,但极限抗拉强度最低,为173 MPa。这三种合金力学性能的差异归因于晶体结构的不同以及析出物类型、形态和分布的不同。     

元素Sn对Zn-Cu-Bi-Sn高温软钎料组织和性能的影响（英文）

采用DSC、SEM和XRD等方法,研究Sn含量对新型Zn-Cu-Bi-Sn高温软钎料组织和性能的影响。结果表明:添加Sn可以明显降低钎料的固、液相线温度和熔化温度范围,并显著提高钎料的润湿性能。对钎料的显微组织分析发现,当Sn含量为5%时,钎料的显微组织由均匀分布的细小β-Sn和初生ε-CuZn_5相组成;此时,接头剪切强度达到最大。进一步增加钎料含Sn量,组织中出现大量粗化的网状β-Sn相,钎焊接头强度降低。     

添加In对SAC305焊料显微组织和性能的影响（英文）

在Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)焊料中熔入0.5%～10%(质量分数)的In粉以改变钎料的显微组织,进而改善焊料的性能。实验结果表明：β-Sn(In)、Ag₃(Sn,In)和Cu₆(Sn,In)₅相存在于所有的含In钎料中,在SAC305-10In焊料中发现了InSn₄物相。随着In含量的增加,β-Sn晶粒形核点增加,其形核模型由{101}转变为{301},从而细化β-Sn晶粒,使得β-Sn的形态由粗大晶粒转变为交错晶粒,最后转变为多晶粒。结果表明,这种β-Sn晶粒形态转变引起细晶强化与固溶强化的联合作用,使得SAC305-xIn焊料的显微硬度随着In添加量的增加而显著升高。     

Si元素对Al-40Zn-xSi钎料组织和性能的影响（英文）

研究了Si元素对Al-40Zn-xSi钎料的钎焊性能,显微组织的影响以及不同Al-40Zn-xSi钎料对铝合金钎焊接头的显微组织和力学性能的影响。结果表明:当Al-40Zn-xSi中Si元素含量为4%(质量分数)时,钎料具有最好的润湿性能。显微组织分析表明:当Si元素含量超过4%后,钎料中开始出现块状初生硅;铝合金钎焊接头水冷后,Al-Si共晶组织和Zn-Al共析组织共存于焊缝中α-Al的枝晶间区域。当钎料中Si元素含量为4%时,焊后水冷的铝合金钎焊接头的抗剪强度达到最大值142.28 MPa。但是,当钎料中Si元素含量为5%以上时,焊缝中会形成较多的脆性共晶组织和初生硅颗粒,影响接头力学性能。     

预退火对气雾化Al-Si合金粉末显微组织和压制性能的影响（英文）

研究预退火温度对气雾化Al-27%Si合金粉末压制性能的影响,并分析退火粉末的显微组织和硬度。预退火不仅降低Al基体硬度,而且导致针状共晶Si相熔解、过饱和固溶Si原子析出和长大以及初晶Si相球化。合金粉末的压制性能随着退火温度升高至400°C而逐渐提高;但是,由于出现Si-Si相缠结和密集分布的Si颗粒,粉末的压制性能在退火温度高于400°C时反而有所下降。粉末在400°C退火4 h后,其相对密度最大达到96.1%。另外,预退火合金粉末压制性能的差异在压制压力为175 MPa时达到最大。因此,通过合适的预退火处理可以大幅提高气雾化Al-Si合金粉末的室温压制性能。     

Al-Si中间合金对Al-Mg-Si系合金组织性能的影响

研究了Al-Si中间合金对Al-Mg-Si系铝合金组织性能的影响,并分析了Si的作用机理.结果表明:含18%Si的Al-Si中间合金对合金的铸态组织作用效果较好,并能合理改善材料的力学性能;随Al-Si中间合金中Si含量的增加,Al-Mg-Si系合金的耐腐蚀性下降,Si含量高于18%后下降显著;Al-Si中间合金中Si含量的增加,能提高Al-Mg-Si系合金的抗拉强度,Si含量高于20%后其抗拉强度开始下降.     

合金元素对Ti-Ni-Cu系钎料性能的影响

本实验设计一系列不同成分的Ti-Ni-Cu系钎料,研究合金元素B、Si、Zr等对钎料非晶形成能力和性能的影响.结果表明:微量B、Si元素均能显著改善Ti-Ni-Cu系钎料对Si3N4陶瓷的润湿性;在相同试验条件下,添加0.2%B的Ti40Ni15Cu钎料铺展面积最大;不含zr元素的Ti-Ni-Cu系钎料合金的非晶形成能力均很差.本实验设计的Ti40Zr20Ni20CuB0.2、Ti40Zr20Ni25CuB0.2两种钎料既具有良好的润湿性,又具有良好的非晶形成能力;与Ti40Zr25Ni15Cu非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷的接头相比,Ti40Zr20Ni20CuB0.2、Ti40Zr20Ni25CuB0.2非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷接头的室温强度变化不大,但高温强度有明显提高.     

微量元素对Sn-Zn系钎料性能和组织的影响

介绍了当前Sn-Zn系钎料的研究现状,即国内外研究者通过添加各种微量元素,如Bi,Al,Ag,Cu,In,Ga以及稀土元素等来改善和提高Sn-Zn系的润湿性能、力学性能、微观组织的研究成果.并分析了Sn-Zn/Cu界面处的金属间化合物的生长动力学以及Sn-Zn系钎料合金化过程中出现的一些问题,并展望了Sn-Zn系钎料的发展趋势.     

稀土元素对SnAgCu系无铅钎料合金组织与性能的影响

研究了不同类型的稀土元素Ce,Er,Y及其用量对Sn0.3Ag0.7Cu系钎料合金熔化温度、润湿性能、力学性能以及微观组织的影响。结果表明:稀土元素对钎料的性能有不同的影响,添加w(Ce)0.10%可有效细化微观组织,提高合金的润湿性和力学性能等综合性能,但稀土Er和Y对钎料性能的影响不太明显。     

微量硼元素的添加对AlCoCrFeNi多主元合金显微组织和性能的影响（英文）

研究微量硼元素对AlCoCrFeNiBx(x=0,0.01,0.02…0.09,0.10,x为摩尔分数)高熵合金微观组织和性能的影响。AlCoCrFeNi高熵合金呈现典型的等轴晶结构,晶内伴随着明显的成分偏析。然而,随着硼元素的添加,合金呈现明显的树枝晶结构。在树枝晶内可以观察到典型的调幅分解结构。晶体结构也随着硼元素的增加由B2+BCC结构转变为B2+BCC+FCC的混合结构;合金硬度呈先升后降趋势,由HV 486.7升高至HV 502.4,最后降低至HV 460.7;压缩断裂强度在x=0.08前呈上升趋势,之后呈下降趋势;合金呈软磁性,其矫顽力和饱和磁化强度均随着硼元素含量增加而下降,表明硼元素对合金软磁性有提高作用。     

Si元素对Ti-Cu-Zr-Ni基非晶钎料微观组织和性能的影响（英文）

采用电弧熔炼和快冷甩带工艺制备了Si质量分数x=0%,0.5%,1%,2%的(Ti_(0.46)Cu_(0.14)Zr_(0.27)Ni_(0.13))-xSi非晶钎料,研究了添加一定量的Si对钎料非晶形成能力的影响。结果表明,当Si的含量达到0.5%时钎料的非晶形成能力最强,钎料的润湿面积为3.06cm~2,过冷液相区宽度△T_x=56℃,约化玻璃转变温度T_(rg)=0.5387,液相线温度(T_1)为949℃。以此非晶合金作为钎料对SiC和TC4进行真空钎焊,所得钎焊接头剪切强度为80 MPa。Si元素的加入显著提高了钎料的非晶形成能力。     

添加锡对AS21镁合金显微组织和耐腐蚀性能的影响（英文）

研究添加锡对AS21镁合金显微组织和耐腐蚀性能的影响。采用低压压铸法制备分别添加0、0.5、1和2 wt.%Sn的AS21合金。用光学显微镜和扫描电镜进行显微组织表征,通过在3.5%Na Cl溶液中浸渍和电化学腐蚀试验研究合金的耐腐蚀性能。微观检测结果显示,AS21合金中含有α-Mg、孤立的β-Mg_(17)Al_(12)和汉字状Mg_2Si金属间化合物相。随着Sn含量的增加,Mg_2Si相的分布变得更加离散和致密。当Sn添加量为2 wt.%时,形成遍布于整个组织的富Sn网状结构,汉字状组织由短棒状的Mg_2Si相排列组成。持续浸泡腐蚀试验表明,随着锡含量的增加,AS21合金的降解程度不断降低,当锡含量为2wt.%时,AS21合金的腐蚀速率降低约65%。电化学腐蚀试验也表明,随着锡含量的增加,AS21合金的耐蚀性逐渐提高。     

添加微量Sc和Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和显微组织演变的影响（英文）

采用拉伸试验、扫描电镜和透射电镜,研究添加微量Sc和Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和显微组织演变的影响。添加0.10%Zr使合金的抗拉强度提高约105 MPa,而复合添加0.07%Sc和0.07%Zr使合金抗拉强度提高约133 MPa。在峰时效状态的合金中,添加微量Sc和Zr的主要强化机制是Al₃(Sc,Zr)和Al₃Zr粒子引起的细晶强化、亚晶强化和奥罗万强化。Al₃(Sc,Zr)颗粒的尺寸大于Al₃Zr颗粒的尺寸,但Al₃(Sc,Zr)粒子分布更加弥散,因此,Al₃(Sc,Zr)粒子能更加有效钉扎位错运动和抑制再结晶。     

冷却速度对Sn-Pb钎料合金组织和性能的影响

采用扫描电镜和微型拉伸试验机,研究了冷却速度对Sn-Pb钎料合金组织和性能的影响。为了得到不同冷却速度下的Sn-Pb合金,将Sn-Pb合金在300℃下熔化,分别直接在25、50、100和150℃的重油中冷却成固态。研究结果表明:冷却速度越小,Sn-Pb钎料合金的组织越大,当钎料合金在25℃重油中冷却时,钎料合金富Pb相的大小为8.7μm,而当钎料合金在150℃重油中冷却时,钎料合金富Pb相的大小为22.2μm;冷却速度越小钎料合金的强度越高,当钎料合金在25℃重油中冷却时,钎料合金的抗拉强度为26.36 MPa,而当钎料合金在150℃重油中冷却时,钎料合金的抗拉强度为31.84 MPa;钎料合金拉伸断口均表现为韧窝结构,韧窝大小随着冷却速度的降低而逐渐增大。     

添加Fe元素改善TiAl-Nb合金的显微组织和力学性能（英文）

为了提高TiAl-Nb合金的力学性能并优化合金成分,熔炼制备不同含Fe量(0,0.3,0.5,0.7,0.9和1.1,摩尔分数,%)Ti46Al5Nb0.1B合金试样,系统研究合金的宏观/显微组织及压缩力学性能。结果表明,Fe元素能细化晶粒、加重枝晶间的铝偏析并在枝晶间形成富铁B2相。室温压缩实验结果表明,合金Ti46Al5Nb0.3Fe0.1B具有最高的极限压缩强度和断裂应变,分别为1869.5 MPa和33.53%。晶粒细化及Fe元素的固溶强化能提高合金的压缩强度,γ相晶胞四方度降低及晶粒细化能提高合金的断裂应变;然而,添加过量Fe元素导致的铝偏析会降低合金的压缩强度和断裂应变。     

Ag-Cu-Zn-Sn-xGa-yIn钎料性能与显微组织

通过对Ag-Cu-Zn-Sn-xGa-yIn钎料的钎焊试验发现:单独添加Ga或In元素时,Ga,In元素的添加量分别控制在3%,1.5%(质量分数)左右最佳;复合添加Ga与In元素时,Ag-Cu-Zn-Sn-3Ga-2In的力学性能最佳.对钎焊接头拉伸断口进行分析结果表明,Ag-Cu-Zn-Sn-3Ga-2In接头断口具备明显韧性断裂特征.当In元素添加量超过2%时,对钎焊接头强度的影响趋于平缓,但是断口已具有明显的解理形貌.Ga,In元素在钎料基体中分布均匀,无明显偏析现象,但是Ag-Cu-Zn-Sn-xGa-yIn钎料基体组织呈现明显的骨架状特征.