热浸Al对Al-Si/38CrMo复合界面固−液成型组织与力学性能的影响EI北大核心CSCD

以38CrMo合金钢和Al-Si-Cu-Mg高强铸造铝合金为原料进行固−液复层铸造。在720℃下进行了5~20 min不同时间热浸镀纯Al、Al-Si合金实验,制备出界面冶金结合良好的钢/铝复层材料。研究热浸镀时间、热浸镀成分对钢/铝界面显微组织和力学性能的影响。结果表明:热浸镀纯Al时,界面金属间化合物为Fe_(2)Al_(5)和FeAl_(3);热浸镀Al-Si合金时,界面金属间化合物为Fe_(2)Al_(5)和Al_(8)Fe_(2)Si。热浸镀纯Al、Al-Si合金界面显微硬度最高分别为535.2 HV和580.6 HV,剪切强度最大分别为28.4 MPa和39.4 MPa。热浸镀时间相同时,热浸镀纯Al形成的金属间化合物层厚度大于热浸镀Al-Si合金形成的金属间化合物层厚度,主要原因是Si元素的存在降低了Fe、Al原子的扩散系数,阻碍了Fe、Al原子之间的扩散,使金属间化合物层的生长受到抑制。     

预镀层不锈钢/铝异种金属高频感应钎焊接头界面及力学性能分析

文中通过热浸镀一层纯铝到不锈钢表面,再对0Cr18Ni9不锈钢和LF21铝合金采用高频感应钎焊.当热浸镀时间从10 s增加到50 s时,镀层厚度从7 μm增加到20 μm,反应层由FeAl₃向Fe₂Al₅发生转变.在热浸镀温度为750℃,浸镀时间为10 s时,镀层成型最好,高频感应电流为270 A,加热时间30 s时,抗拉强度达到167.12 MPa,比不浸镀的接头强度高63.8%.主要是因为镀层限制钢中的Fe原子和Al-Si钎料中的Al,Si原子的相互扩散,在热浸镀不锈钢与铝合金反应中使Fe₂Al₅转化为Fe（Al,Si）₂固溶体而未形成5-Al₈Fe₂Si化合物,降低了界面上硬脆化合物的含量,力学性能随之提高.     

镁合金管材包覆挤压界面特性研究

采用5083铝合金和纯铜为包覆材料,AZ31镁合金为基体材料挤压出镁合金复合管材。当挤压比为23. 0时,铝外包覆镁管界面与铜内包覆镁管界面均结合良好,镁铝界面结合强度大于镁铜界面结合强度。界面研究结果表明,铝包镁与铜包镁界面两侧元素均未发生明显远程扩散。镁铝双金属界面层主要是化学反应形成Al_3Mg_2,镁铜双金属界面层无化学反应产生,属于固相扩散,元素扩散层较薄。     

基于Al元素界面调控的镁/钛激光熔钎焊接特性

文中选用含Al量元素含量为9%(质量分数)的AZ91焊丝作为填充钎料,采用激光填丝熔钎焊的方法,利用焊丝中Al元素配合激光局部加热的特性改善非互溶不反应镁/钛之间的界面反应. 探索工艺参数对焊接质量的影响规律,分析焊接接头力学性能及组织特征. 结果表明,添加AZ91焊丝能够实现AZ31B镁合金/TC4钛合金的可靠连接,接头最大载荷达到1 520 N,发现焊丝中Al元素能够在激光快速加热冷却过程中偏聚到界面,并与钛侧发生冶金反应生成AlTi₃化合物,界面由较薄的反应层(2 μm以下)组成,达到既实现界面冶金结合,又将反应层厚度控制在不影响接头力学性能的范围之内.     

La对镁/铝液固扩散连接界面组织及性能的影响

利用压铸工艺将液态镁和固态铝液.固复合是一种镁/铝异种材料焊接的新工艺。镁/铝异种活性金属液.固连接的难点首先是固态铝合金属表面存在一层氧化膜,阻碍镁/铝异种活性金属之间形成冶金结合,其次是镁/铝液固复合过程中无法避免地形成大量的金属间化合物,这些脆性相极大地破坏了界面的力学性能。对铝合金表面进行氧化膜去除工艺,并在此基础上,利用自制的液固双金属复合装置将液态镁镧中间合金与经过表面处理的固态铝合金进行液固复合。研究镁合金中的稀土La对镁铝液固扩散连接界面组织及性能的影响。结果表明:镁合金中加入稀土La后,镁铝扩散连接界面处的βMg变少、变细,铸态晶粒细化;大部分La与Al结合生成高熔点、高热稳定性的稀土相Al相;当镁合金中含有1%(质量分数)稀土La时,界面可达到最大的抗剪强度88.5MPa。     

热压法制备镁铝复合板的层界面组织与性能研究

在大气环境下采用两种镁铝共晶合金粉末作为中间层(钎料),分别在460、480℃下施加30 MPa压力,制备了AZ31/Al层状复合材料.采用粘接拉伸试验测试了连接件界面的结合强度.结果表明:镁合金基体与铝基体都与中问层发生了扩散,形成了冶金结合;连接界面呈明显的层状结构,其抗拉强度达24 MPa.     

再结晶对钢在铝液中形成的界面相稳定性影响

研究了钢的再结晶对热浸铝过程金属间化合物（IMCS）层的稳定性影响，结果表明：304不锈钢在热浸镀过程的再结晶结构重排造成该钢材表面形成了非保护性IMCS层，该合金的腐蚀动力学满足线性规律；再结晶程度较轻的410不锈钢表面形成了稳定且致密的Fe₂Al₅层，该层延缓了其在热浸铝过程的失效。钢材的再结晶对于热浸镀铝过程中界面金属间化合物的影响包括：（1）再结晶可降低IMCS的形核和生长能量，尤其是Fe₄Al₁₃相；（2）再结晶引起的晶粒沿密排方向排布可降低Al离子的扩散速率；（3）再结晶加剧了IMCS/钢界面处的应力失配，尤其是奥氏体钢。     

AZ31B/Al电场固相扩散界面结构及性能分析

采用电场激活固相连接工艺(FADB)实现了AZ31B镁合金与铝粉的固相扩散,观察研究了界面处扩散溶解层的微观形貌和相组成以及界面处元素交互扩散分布情况,测试了扩散溶解层的表面硬度和耐腐蚀性,探讨电场对AZ31B/Al固相扩散的影响.研究结果表明,在FADB条件下,AZ31B/Al结合界面处形成的扩散溶解层由均匀共晶层-溶解过渡层和胞晶区构成;外加电场通过降低界面处生成物的激活能,促进了Mg-Al间的扩散反应,所形成的锯齿状结构有利于提高界面连接强度;试样表面的平均硬度及耐腐蚀性能均高于镁合金母材.     

液-固复合铸造AZ91D/0Cr19Ni9双金属复合材料的显微组织和力学性能（英文）

采用液-固复合铸造技术制备未经表面处理和经热浸镀铝表面处理的AZ91D/0Cr19Ni9双金属复合材料,研究铝涂层对AZ91D/0Cr19Ni9界面显微组织和力学性能的影响。结果表明:镁合金和裸钢0Cr19Ni9之间为机械结合,结合界面处存在一缝隙;而镁合金AZ91D和镀铝钢0Cr19Ni9之间形成冶金结合,且镁合金AZ91D/镀铝钢0Cr19Ni9界面可以分为两个不同的金属间化合物层:层Ⅰ主要由α-Mg+β-Mg_(17)Al_(12)共晶组织和少量的MgAl_2O_4相组成,层Ⅱ主要由Fe_2Al_5金属间化合物组成。此外,结合界面的硬度明显高于镁合金基体AZ91D的硬度,层Ⅰ和层Ⅱ的平均硬度分别为HV158和HV493。镁合金AZ91D/镀铝钢0Cr19Ni9界面的剪切强度高于镁合金AZ91D/裸钢0Cr19Ni9界面的剪切强度,这证明在液-固复合铸造过程中铝涂层能提高镁合金AZ91D和钢0Cr19Ni9之间的结合强度。     

全包覆1060/AZ31/1060复合板的界面组织

采用搅拌摩擦焊结合热轧法制备了全包覆1060/AZ31/1060复合板,通过Deform-3D有限元分析了道次压下量和热轧温度对复合板中间层镁板的边部损伤的影响,并研究了不同退火温度和时间对界面扩散层的影响。结果表明:提高热轧温度、减小单道次压下量有利于降低中间层镁板边部损伤值,提高复合板质量;1060/AZ31/1060复合板经过退火处理后,界面区域发生镁和铝等元素的互扩散,镁铝界面层由机械结合变成冶金结合,靠近AZ31镁合金一侧反应层为Mg_(17)Al_(12)相,靠近铝板一侧为Mg_2Al_3,热处理过程中产生的第二相有Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Al_3、Al_5Mg_(11)Zn_4和Al_6Mn相;热处理温度在400℃,在保温时间为8 h条件时,界面扩散层厚度能达到59.2μm。     

Bi对镁合金热浸镀铝镀层组织和厚度的影响

采用热浸镀方法在AZ31镁合金表面镀覆一层铝合金层.利用光学显微镜和配有能谱分析的扫描电镜等对镀层微观组织、元素分布等进行了研究;测定了试样在不同浸镀条件下的镀层厚度.结果表明:镀液添加Bi后,在浸镀温度不变情况下,镀层厚度增加速度加快,过渡层厚度变大,镀层中粗大的树枝晶增多,但是Bi在镀层中含量极少.通过对试验结果分析得出:Bi元素对Mg、Al液态互扩散具有显著的促进作用,使得镀层形成速度加快,但是也造成镀层组织粗大.     

ZL105/AZ91D复合铸造界面研究

采用复合铸造工艺制备具有良好冶金结合的ZL105/AZ91D双金属复合材料。将化学浸Zn处理的ZL105铝块放在铸型内整体预热到300℃,AZ91D镁合金在680℃浇注,然后试样在500℃时保温30min。通过金相显微镜和扫描电镜观察发现,保温30min的试样在ZL105与AZ91D的界面处形成宽度为0.6~0.9mm的结合区。XRD分析发现,该结合区主要由Mg的固溶体、ɑ-Al固溶体和Mg17Al12相组成,其显微硬度(HV)达到200以上。而相同浇注条件下无保温的试样,在结合区存在缝隙。试验结果表明,在试样浇注后进行保温处理可以促进界面反应,从而实现ZL105合金和AZ91D合金之间良好的冶金结合。     

高Co热作钢在AZ91D镁合金液中腐蚀行为

利用扫描电镜和能谱分析等手段研究了HDM钢在AZ91D镁合金液中的腐蚀行为．结果表明，HDM钢与镁合金液之间产生了化学反应，生成腐蚀产物层．在反应初期，腐蚀层疏松，基本不具有保护性；随着反应的进行，腐蚀层逐渐加厚致密，具有较好的保护作用，减缓了腐蚀速度．HDM钢与镁合金液之间的反应主要是在钢中的Fe、Mn、Cr、Co和镁合金液中的Al、Mn之间进行，钢中其它元素如Mo、W、Si等和镁液中的Mg和Zn等都没有参与反应．腐蚀速率由Fe、Al、Mn元素的扩散行为所控制．     

不同挤压比下Mg/Al双金属界面的微观组织与力学性能研究

利用正挤压将镁合金MB26和铝合金7075在不同挤压比下挤压成包覆棒材。重点研究了镁铝复合棒材在不同挤压比下的微观组织和力学性能。结果表明,挤压温度450℃时制备的Mg/Al复合棒材在不同挤压比的试样界面厚度不均,在170~2300μm,且在界面上能看到一些微孔;界面处的硬度值明显高于镁铝两基体的硬度值,高达256HV以上;随着挤压比的增加,镁铝结合界面的硬度增大,界面厚度增加,晶粒变得细小;在高温高压下,Mg/Al复合棒材在界面结合区发生了元素的扩散,进而在结合界面发生冶金反应:近铝侧生成Al_3Mg_2相,近镁侧生成Al_(12)M_(17)相。     

退火对AZ91/1060爆炸复合板界面的影响

将AZ91镁合金/1060纯铝爆炸复合板进行退火处理,对热处理前后结合界面处的显微组织、成分分布、力学性能进行分析和研究。结果表明,退火过程中镁元素易于向纯铝中扩散,扩散层主要位于靠近界面的纯铝中;退火后的复合板界面处的扩散层厚度和最高硬度均比未热处理时有明显提高,高硬度层从原始复合板界面的镁合金一侧转移到纯铝一侧,原始复合板中引起界面处硬度升高的原因是加工硬化效应,热处理后界面处的高硬度是由于在扩散层中产生镁-铝固溶体和金属间化合物;随着退火温度的升高,界面处扩散层厚度增加,组织中发生再结晶趋势增强,形变带逐渐消失。     

AZ31镁合金与钢异种金属的焊接技术

采用电阻点焊作为热源,进行AZ31镁合金与Q235钢的直接连接。通过扫描电镜、金相显微镜以及万能实验机分析与测试镁-钢点焊接头的微观组织、界面特性以及拉剪性能。研究表明,虽然镁和铁之间几乎不能互溶和形成金属间化合物,但氧和铝元素在镁合金-钢直接电阻点焊中起决定性作用,在镁-钢界面某些区域促进了以镁、铝、氧以及铁元素组成的复杂元素扩散层的形成,而镁、钢之间物理性能的巨大差异在一定程度上限制了界面反应的均匀性,接头拉剪强度约为40 MPa。     

铝-镁合金磁脉冲焊接界面形貌研究

采用不同的焊接工艺参数对1060铝合金与AZ31镁合金进行磁脉冲焊接试验。结合铝-铝界面形貌,对比探讨磁脉冲铝-镁异种金属焊接接头界面波特征。通过SEM/EDS、纳米压痕试验,着重研究界面"熔化区"的产生机理、分布特点以及此区域的硬度变化。试验结果表明:界面呈不规则的波状结合方式,嵌入镁层的界面波远大于铝层;在"熔化区"会生成脆硬的第二相,此相分布在Al基一侧。通过调整适当的焊接工艺参数可避免此"熔化区"产生。     

消失模铸造液-液复合Al/Mg双合金界面特征研究

通过设置铝隔层,利用消失模铸造实现了Al/Mg双合金的液-液复合。使用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了Al/Mg双合金界面的组织特征。结果表明,铝隔层成功阻止了液态合金混液,被完全熔化,与液态合金一起发生冶金反应。镁合金和铝合金实现了良好的冶金结合,形成了均匀的反应层,其中镁合金侧反应层是由Mg_(17)Al_(12)相和δ-Mg相组成的共晶组织,铝合金侧反应层由连续分布的Al_3Mg_2相和颗粒状的Mg_2Si相组成。     

镁铝异种金属的搅拌摩擦胶接点焊

对3 mm厚的AZ31镁合金和5052铝合金异种金属进行搅拌摩擦胶接点焊(Bonding-FSSW)试验,并分析了接头组织和硬度.研究结果表明,搅拌针长度的缩短和适当的轴肩尺寸能够获得成形质量和力学性能良好的点焊接头;在镁/铝交界处形成了一个由铝合金、镁合金以及胶接剂相互扩散组成的扩散层,该扩散层使得铝板与镁板上下紧密连接,并且连接处的硬度值最高.     

焊后退火Al-Mg界面金属间化合物生长行为

研究了6061Al铝合金和AZ31B镁合金的搅拌摩擦搭接焊(FSLW)接头微观组织及焊后热处理过程中接头界面金属间化合物(IMC)生长行为. 结果表明,在接头界面处,金属间化合物层由连续的β-Al3Mg2(靠近铝侧)相和γ-Al12Mg17(靠近镁侧)相组成. IMC层的厚度随着时间延长或者温度的提高而增加,并且β-Al3Mg2相生长快于γ-Al12Mg17相. 整个IMC层的生长厚度与退火时间的平方根成线性关系,其生长受扩散机制影响. 随着温度从300 ℃增加到400 ℃,IMC层生长的扩散系数从2.88×10-14m2/s增加到3.67×10-13m2/s. 界面IMC层的生长激活能为82.5 kJ/mol.