Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头显微组织与力学性能

研究了Ag元素对Zn-Al钎料显微组织的影响,添加Ag元素能够细化Zn-Al钎料显微组织.结合钎焊接头力学性能、钎焊接头显微组织以及断口形貌,分析了Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头的断裂机理.在外力作用下,钎缝显微组织中脆硬的块状CuAl₂相与其周围组织难以实现同步协调变形,在CuAl₂相边缘容易产生应力集中,从而萌生裂纹源,这是Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头发生断裂的主要原因.添加Ag元素后,钎缝中块状CuAl₂相尺寸变小,应力集中倾向降低,对应的钎焊接头强度提高.当Ag元素添加量为3.3%(质量分数)时,钎焊接头强度达到最高,其对应的断口形貌中韧窝状形貌大而深.     

3003铝合金中温钎焊接头力学性能与显微组织

采用不同Al元素含量的中温Zn-Al钎料钎焊3003铝合金,研究了钎焊接头的力学性能及显微组织.结果表明,使用改进的CsF-AlF3钎剂,Zn-Al钎料在3003铝合金上具有良好的铺展性能.随着Al元素含量的增加,钎料在3003铝合金上的铺展性能明显改善,当Al元素含量为15%(质量分数)时铺展面积达到最大.且钎焊接头...     

La对Sn-Ag-Cu无铅钎料与铜钎焊接头金属间化合物的影响

研究微量稀土La在钎焊和时效过程中对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料与铜基板的钎焊界面及钎料内部金属间化合物(IMC)的形成与生长行为的影响.结果表明:钎焊后钎焊界面形成连续的扇形Cu6Sn5化合物层,其厚度随La含量的增加而减小;在150℃时效100h后,连续的Cu3Sn化合物层在Cu6Sn5化合物层和铜基板之间析出,且Cu6Sn5层里嵌有Ag3Sn颗粒;界面金属间化合物总厚度随时效时间的延长而增厚,且在相同时效条件下随La含量的增加而减小;时效过程中金属间化合物生长动力学的时间系数(n)随着La含量的增加逐渐增大;钎焊后钎料内部Ag仍以共晶形式存在,时效后Ag3Sn颗粒沿钎料内部的共晶组织网络析出.     

工艺参数对急冷型SnAgCu系钎料合金钎焊接头组织性能的影响

对所制备的急冷型snAgCu系钎料合金进行了熔化温度特性测定和钎焊工艺试验,然后对钎焊接头的力学性能和显微组织进行了测试分析,并研究了钎焊工艺参数对接头组织性能的影响.结果表明:在不同的钎焊温度和钎焊时间奈件下,接头界面处金属间化合物的形成及分布是不同的,并由此导致了接头抗剪强度的变化.     

Ag含量对Sn-Ag-Cu无铅钎料显微组织和性能的影响

采用金相分析、拉伸试验和动电位极化法,研究了Ag含量变化对Sn-Ag-Cu无铅钎料显微组织、力学性能和耐腐蚀性的影响.试验结果表明:Sn-0.5Ag-0.7Cu无铅钎料显微组织中的金属间化合物(IMC)颗粒较粗大,其抗拉强度最低,随着Ag含量的增加,钎料中Sn-Ag-Cu三元网状共晶组织数量增加,钎料中β-Sn晶粒尺寸逐渐变小;Ag含量在0.5％ ～3.5％时,随着Ag含量的增加,钎料的抗拉强度逐渐提高,而断后伸长率逐渐下降;随着Ag含量的增加,钎料的腐蚀电位逐渐提高,即增加钎料中Ag的含量可以提高钎料的耐腐蚀性能.     

不锈钢电子束钎焊接头显微组织和力学性能研究

采用BNi-2及BПP-1钎料电子束钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢,并分别对接头进行了显微组织和力学性能分析.结果表明:2种钎料形成的接头显微组织主要都是固溶体,BПP-1钎料形成的接头抗剪强度比BNi-2钎料的高,这与其各自的组织有关.     

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。     

微观压痕法测量Sn-Ag-Cu系无铅钎料的力学性能

Sn-Ag-Cu系合金是最有可能替代Sn-Pb钎料的无铅钎料.介绍了一种测量其力学性能的新方法,即通过微压痕仪精确测量不同加载速率下压子的压入深度h与加载载荷F的关系来确定钎料的弹性模量E和蠕变速率敏感指数m.结果表明:加载速率对钎料蠕变压痕F-h曲线和压入深度有着重要的影响;Oliver-Pharr方法确定的钎料弹性模量取决于卸载过程而与加载速率无关.基于压痕做功概念定义了压痕蠕变硬度和蠕变应变速率,从而给出钎料的蠕变速率敏感指数.Sn-3.5Ag-0.75Cu与Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料蠕变压痕测试表明合金成分影响Sn-Ag-Cu系无铅钎料的力学性能.     

纯铜真空钎焊接头的组织及力学性能研究

利用快速凝固技术和传统铸造技术分别制备出成分相同的Cu-Ni-Sn-P非晶薄带钎料和普通钎料,将2种钎料在4种钎焊温度(660,670,680,690℃)和3种保温时间(5,10,15 min)下与纯铜进行真空钎焊试验,借助DTA,XRD,EDS和金相显微镜探讨了钎焊接头的界面微观组织结构及断口形貌,并通过拉伸试验评价了接头强度.研究结果表明:在680℃,15 min条件下,接头抗拉强度最高,非晶钎料的接头抗拉强度明显优于普通钎料,界面反应层由扩散区、残余钎料区组成.随着保温时间的延长和钎焊温度的升高,扩散深度增加,冶金作用增强,在基体深度方向明显表现为沿晶界优先渗透.     

AgCuZn-X(Ga, Sn, In, Ni)钎料显微组织及钎焊接头研究

研究了不同合金元素Ga,Sn,In和Ni添加对Cd银基钎料及其钎焊接头的显微组织影响,同时对AgCuZn-X(Ga,Sn,In,Ni)钎料的对接和搭接实验做了对比实验分析。结果表明,添加Ga,Sn,In和Ni4种元素的银钎料具有"特有的镓结构",具有较低的固相线和液相线,其钎缝力学性能优异,由SEM观察钎缝显微组织可知,低银含镓钎料具有与高银高镓钎料相近的织网状致密组织,添加适当的元素可以显著提高低银钎料的性能。     

半导体激光钎焊Sn-Ag-Cu焊点的力学性能和显微组织分析

选取不同激光钎焊工艺参数,利用半导体激光软钎焊系统对Sn-Ag-Cu无铅钎料在铜基板上进行了钎焊试验,并研究了Sn-Ag-Cu焊点显微组织中金属间化合物形成规律.结果表明,当激光钎焊时间选择为1 s,激光输出功率为38.3 W时,焊点力学性能最佳.随着激光工艺参数的改变,焊点显微组织发生相应的变化.当使用最佳激光工艺参数钎焊时,形成的焊点晶粒细小,避免了焊点内金属间化合物Cu6Sn5的过度生长,此外还形成了厚度适中的金属间化合物层.对比试验结果发现,激光软钎焊方法比传统红外再流焊所形成的金属间化合物层更为平缓,能够获得力学性能更为优良的焊点.     

Effect of cerium on microstructure and mechanical properties of Sn-Ag-Cu system lead-free solder alloys

The melting point, spreading property, mechanical properties and microstructures of Sn-3.0Ag-2.8Cu solder alloys added with micro-variable-Ce were studied by means of optical microscopy, scanning electron microscopy（SEM） and energy dispersive X-ray（EDX）. The results indicate that the melting point of Sn-3.0Ag-2.8Cu solder is enhanced by Ce addition; a small amount of Ce will remarkably prolong the creep-rupture life of Sn-3.0Ag-2.8Cu solder joint at room temperature, especially when the content of Ce is 0.1%, the creep-rupture life will be 9 times or more than that of the solder joint without Ce addition; the elongation of Sn-3.0Ag-2.SCu solder is also obviously improved even up to 15.7%. In sum, the optimum content of Ce is within 0.05%-0.1%.     

半导体激光工艺参数对Sn-Ag-Cu钎料润湿性影响分析

采用半导体激光软钎焊系统对Sn96Ag3．5Cu0．5钎料和Sn63Ph37钎料进行了润湿性对比试验研究，分析了激光输出功率对钎料润湿性的影响规律。结果表明，提高半导体激光的输出功率，在一定范围内能显著改善Sn96Ag3．5Cu0．5钎料和Sn63Ph37钎料的润湿性。根据钎料的合金成分及钎料膏中钎剂成分的不同，优化半导体激光钎焊工艺参数，可以达到最佳的钎焊效果。     

Sn-Cu-Ni-Ce钎料对激光钎焊焊点力学性能的影响

采用Sn-Cu-Ni-Ce无铅钎料,研究了半导体激光软钎焊和红外再流焊方法对QFP48器件和0805矩形片状元件两种典型元器件的钎焊性能,针对使用不同成分钎料所得到的钎焊焊点,采用微焊点强度测试仪研究了其焊点力学性能的分布规律.结果表明,使用Sn-Cu-Ni-Ce钎料时,最佳激光输出电流显著高于Sn-Ag-Cu钎料或Sn-Pb钎料.Sn-Cu-Ni-Ce钎料成分相同时,半导体激光软钎焊得到的焊点力学性能显著优于红外再流焊焊点的力学性能;稀土元素Ce的加入能够改善Sn-Cu-Ni无铅钎料焊点的力学性能,Ce含量达到0.03%时,焊点的力学性能最佳.     

Interfacial microstructure evolution and mechanical properties of Al/Sn joints by ultrasonic-assisted soldering

Soldering aluminum alloys at low temperature have great potential to avoid softening of base metals. Pure Al was soldered with pure tin assisted by ultrasound. The influence of primary α(Al) on the microstructure of Al/Sn interface and its bonding strength was studied. It is found that the primary α(Al) in liquid tin tends to be octahedron enclosed by Al {111} facet with the lowest surface free energy and growth rate. The ultrasonic action could increase the nucleation rate and refine the particles of primary α(Al). For the longer ultrasonic and holding time, a large amount of the octahedral primary α(Al) particles crystallize at the Al/Sn interface. The bonding interface exhibits the profile of rough dentation, resulting in an increment of bonding interface area and the effect of mechanical occlusion. The bonding strength at interface could reach 63 MPa with ultrasonic time of 40 s and holding time of 10 min.     

淬火终冷温度对直接淬火配分超高强钢组织性能的影响

采用场发射扫描电镜、X射线衍射仪等设备研究了淬火终冷温度对直接淬火配分超高强钢组织与力学性能的影响规律。结果表明,随淬火终冷温度升高,抗拉强度先下降后升高,屈服强度则不断降低,冲击吸收能量和伸长率先增加后降低。直接淬火配分钢的组织由初生马氏体、新生马氏体和残留奥氏体构成。随淬火终冷温度升高,残留奥氏体含量先增加后降低,淬火冷却到260 ℃时残留奥氏体含量最高,为16%,试验钢具有最好的综合力学性能,抗拉强度超过1533 MPa,伸长率为16%,－20 ℃冲击吸收能量为26 J。淬火冷却到300 ℃,组织中出现了尺寸较大的块状新生马氏体,导致塑性和韧性降低。     

淬火温度对Q690D高强钢组织和力学性能的影响

研究了一种Q690D高强钢在不同温度淬火后的组织和力学性能。结果表明,淬火温度在890～970℃之间,随着淬火温度的升高,试验钢的强度先增大而后逐渐减小,并在930℃时达到最大;冲击韧性和断后伸长率随淬火温度的升高与强度呈现相反的变化规律。在试验淬火温度区间,试验钢的各项力学性能指标均能满足Q690D钢要求。随着淬火温度的升高,Q690D钢奥氏体平均晶粒尺寸由13.2μm长大到35.3μm,粗大的奥氏体晶粒淬火后得到粗大的板条束组织。     

淬火温度对轧辊用高硼铁基合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、摆锤式冲击试验机和维氏硬度计等研究了淬火温度对高硼铁基合金轧辊材料组织和力学性能的影响。结果表明:高硼铁基合金淬火态基体组织为马氏体,基体中鱼骨状(M₂(B,C))、层片状(M₂C)、长条状(M₃(B,C))和颗粒状(M(B,C))等形态的硼碳化物呈断开趋势。与铸态组织相比,其中层片状硼碳化物的变化最为明显,其形态由致密粗大的连续状转变为松散细小的颗粒状,减小了对基体的割裂作用;高硼铁基合金淬火组织中硼碳化物的类型未发生变化,但是其析出量随淬火温度的升高而减少。高硼铁基合金淬火态硬度和冲击性能较铸态明显提高,其基体硬度和冲击性能随淬火温度的升高而增加,而宏观硬度随淬火温度的升高呈现出先增加后降低的趋势;淬火温度为1050 ℃的宏观硬度最大,为63.1 HRC,淬火温度为1150 ℃的冲击吸收能量最大,为10.9 J。