电场对AZ31B/Al扩散结合界面结构及力学性能的影响

应用电场激活扩散连接技术(FADB)进行AZ31B与铝的固相连接,研究电场条件下结合界面快速形成的微观结构及其力学性能。采用OM、SEM、EDS及XRD等分析扩散溶解层的微观组织、成分分布和剪切断口形貌及相组成,并利用显微硬度计和微机控制电子万能试验机对接头界面扩散区显微硬度和接头抗剪强度进行分析。研究结果表明,激活电流降低扩散界面金属化合物生成的激活能,促进Mg-Al间的扩散反应,形成的梯度扩散溶解层对提高接头抗剪切强度有显著影响。在温度为450℃,时间为50 min,电流密度为80 A/cm2时,过渡层宽度达120μm,接头抗剪强度最大值35 MPa。     

相同速度比搅拌摩擦加工对Al-Mg-Si合金搅拌区微观组织演变、力学性能和腐蚀行为的影响

采用搅拌摩擦加工技术对2 mm厚Al-Mg-Si（6061-T6）合金板材进行加工。研究了具有相同速度比的搅拌摩擦加工对搅拌区微观组织演变、显微硬度分布、拉伸性能和腐蚀行为的影响。结果表明,加工区微观组织如晶粒形貌、平均晶粒尺寸、晶界分布和析出相演变特征具有明显差异,进而对力学性能和腐蚀行为产生显著影响。加工区等轴再结晶晶粒平均尺寸随着加工速度增加而逐渐减小。转速8000 r/min和加工速度800 mm/min工艺下制备的加工区平均晶粒明显细化,析出相分布也更加接近于母材分布特征。最终,该加工区除了耐腐蚀性能轻微改变之外,展现出了较优的力学性能。加工区最大抗拉强度和延伸率分别达281.5 MPa和34.8%,分别为母材的86.3%和122.1%。高速搅拌摩擦加工对腐蚀性能改善不明显,但可有效改善Al-Mg-Si合金的力学性能。     

自然时效对AZ31B电场扩散焊接头组织与性能的影响

采用中间添加铝粉的电场辅助扩散技术成功连接AZ31B镁合金。通过OM、SEM、XRD以及剪切实验等方法对比分析焊态和焊后自然时效处理状态下接头焊缝区的显微组织、元素分布、相组成和力学性能,探讨自然时效对镁合金电场辅助扩散焊接头组织和性能的影响规律。结果表明:在焊缝区形成一层与母材基体呈波浪状结合界面的镁-铝共晶反应层,反应产物主要由α-Mg、Al12Mg17和Al3Mg2金属间化合物组成;焊缝区显微硬度明显高于母材;经自然时效处理后接头的抗剪强度最大达60.3 MPa,比焊态下接头的最大抗剪强度(35 MPa)提高约72.3%。     

AZ31B表面合金化接头显微组织及耐蚀性的研究

采用AZ31B镁合金真空扩散连接工艺,在AZ31B表面形成合金化扩散溶解结构。借助OM、SEM、EDS及XRD等方法分析不同工艺条件下结合界面扩散溶解层的微观组织及组成成分,利用PS-168a型电化学腐蚀测试系统对表面合金化扩散溶解层进行了耐蚀性测试。结果表明:恒温条件下,随保温时间的延长,在AZ31B表面形成宽度不等、与基材呈"锯齿"状咬合的扩散溶解层;扩散溶解层由过渡层和共晶区组成,自腐蚀电流比AZ31B镁合金基体提高约77%。     

AZ31B镁合金焊接技术研究现状及发展方向

分析镁合金的焊接特点,综述了近年来AZ31B镁合金的焊接方法,包括激光焊、钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊、TIG焊、电子束焊等,展望了AZ31B镁合金的焊接研究方向。     

AZ31B镁合金表面激光熔敷 搅拌摩擦加工改性层结构与性能研究

采用激光熔敷和搅拌摩擦加工技术相结合的方法对AZ31B镁合金表面分别制备了Cu Al和Si Al改性层。通过SEM、XRD、显微硬度以及电化学腐蚀测试系统对表面改性层的微观组织、相组成及耐腐蚀等性能进行分析测试。用Cu Al和Si Al粉末分别制备的改性层化合物主要由β-Al₁₂Mg₁₇及少量的AlCu₄、AlMg和Mg₂Si、AlMg及少量的β-Al₁₂Mg₁₇组成。搅拌摩擦加工改性层与镁合金基体结合良好,表面平整光滑、组织均匀细小。与镁合金基体相比,表面改性层的显微硬度和耐腐蚀性能均得到明显提高,经搅拌摩擦加工之后的添加Si Al混合粉末改性层的显微硬度值最高可达296 HV,比母材提高了385.3%;添加Cu Al混合粉末改性层的自腐蚀电位最高可达-0.975 V,比母材也提高了37.4%。     

Mg/Al异种金属焊接研究现状及发展方向

镁合金和铝合金性能优异,应用前景广阔,焊接技术约束其进一步发展应用。分析了镁、铝合金的焊接特点,综述了近年来镁/铝异种金属焊接方法,包括扩散焊、钎焊、搅拌摩擦焊、电子束焊、TIG焊、激光焊等,展望了镁/铝异种金属的焊接研究方向。     

镁合金表面高转速搅拌摩擦加工区的微观组织和耐腐蚀性能

目的 采用高转速搅拌摩擦加工技术在AZ31B镁合金表面制备一层组织结构均匀化和致密化的加工层,改善镁合金表面的耐腐蚀性能.方法 采用高转速搅拌摩擦加工技术对AZ31B镁合金表面进行单道次加工,并利用XRD、OM、EBSD、TEM和SEM分析不同转速下加工区的相组成、晶粒形貌、织构特征、二次相分布和表面腐蚀形貌,利用无纸记录仪和电化学工作站分别测试加工区的热循环曲线和表面耐腐蚀性能.结果 经高转速搅拌摩擦加工之后,在AZ31B镁合金表面制备了宏观成形美观且微观组织结构明显细化、均匀化和致密化的加工区.加工区相组成与基材一致,均由α-Mg和β-Al12Mg17组成.加工区平均晶粒尺寸较基材明显细化,织构强度明显增大.随着转速的增大,加工区平均晶粒尺寸逐渐粗化,织构强度逐渐减弱,β-Al12Mg17相分布更加均匀弥散.加工区耐腐蚀性能较基材明显提升,自腐蚀电位由基材的–1.49 V增至–1.28 V,自腐蚀电流由基材的2.08×10–4 A减小至9.51×10–5 A.在转速为3000 r/min和加工速度为100 mm/min的工艺条件下,加工区展现出较佳的耐腐蚀性能.结论 高转速搅拌摩擦加工可显著细化晶粒,均匀化和弥散化析出相分布,有效改善镁合金表面耐腐蚀性能.     

AZ31B镁合金焊接技术研究现状及发展方向

分析镁合金的焊接特点,综述了近年来AZ31B镁合金的焊接方法,包括激光焊、钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊、TIG焊、电子束焊等,展望了AZ31B镁合金的焊接研究方向。     

电场对AZ31B与Al连接界面扩散反应和扩散溶解层结构的影响

应用电场激活扩散连接技术(FADB)实现AZ31B与Al的连接。研究了电场对AZ31B/Al结合界面扩散反应和扩散溶解层结构的影响。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱与X射线衍射仪等方法分析了扩散溶解层的显微组织、相组成和元素分布。结果表明,在FADB条件下以铝粉为中间层时扩散溶解层由均匀共晶层、过渡层和胞状晶组成;以铝箔为中间层时由镁合金侧共晶层和铝侧过渡层构成。电场强度对扩散溶解层宽度和形态均有显著影响。溶解层随电流密度升高而变宽。以铝粉为中间层在温度450℃,时间50min,电流密度80A·cm-2时过渡层宽度为120μm,为未施加电场时的12倍。电流对共晶层内晶粒尺寸有显著影响。当电流密度由28A·cm-2升至48A·cm-2时,点状晶粒晶粒尺寸由2μm降至0.5μm。