鋁鋼爆炸焊復(fù)合板微觀結(jié)構(gòu)和性能研究
發(fā)布時間:2021-08-08 19:08
爆炸焊接是一種廣泛應(yīng)用于復(fù)合板制造的技術(shù),其特點是可以直接焊接同種金屬和不容易通過其他技術(shù)焊接的異種金屬。自從Phillpchuk將其引入工業(yè)以來,爆炸焊接已廣泛于船舶材料、化學(xué)藥品、制藥、運(yùn)輸和航空航天領(lǐng)域的復(fù)合板制造,F(xiàn)在,爆炸焊接已發(fā)展出一個相對完整的理論體系,但顯微組織對其力學(xué)性能和實際應(yīng)用的影響仍有待進(jìn)一步研究。本文制備了兩種復(fù)合板(5083鋁合金-1060純鋁-CCSB鋼,3A21鋁合金-TA1純鈦-NiCr低合金鋼),并對其界面結(jié)構(gòu)(鋁-鋁,鋁-鋼,鋁-鈦)進(jìn)行觀察和分析,研究界面的微觀結(jié)構(gòu)對機(jī)械性能和實際應(yīng)用的影響。本文通過金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡和能譜分析界面的測試手段觀察材料的微觀結(jié)構(gòu)和成分。微觀結(jié)構(gòu)顯示通過爆炸焊接工藝成功地制備了兩種復(fù)合板,在焊接界面處實現(xiàn)了冶金結(jié)合,無肉眼可見裂紋。復(fù)合板界面具有波狀結(jié)構(gòu),并且在波峰處形成了一些渦旋結(jié)構(gòu)。爆炸焊接過程中不同種類的金屬間化合物在基體包圍的旋渦區(qū)域和在復(fù)合界面區(qū)域形成。本文通過硬度分析、拉伸、剪切和彎曲測試研究了微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能之間的關(guān)系。爆炸焊接復(fù)合板的界面具有可靠的剪切強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和彎曲性能。雖然微裂紋很容...
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2爆炸焊接典型波形結(jié)構(gòu)[3]??
?第2章實驗材料及實驗方法???第2章實驗材料及實驗方法??2.1本課題整體方案路線??本文選用兩種金屬復(fù)合板,其成分為鋁-鋁-鋼和鋁-鈦-鋼,共四種界面(鋁-鋁、鋁-??鋼、鋁-鈦、鈦-鋼),旨在探索4種界面在拉伸、彎曲、剪切時不同的變化規(guī)律和對力學(xué)??性能的影響方式,同時確定在模擬實際工況下材料的應(yīng)用性能,設(shè)計了如圖2.1所示的??試驗方案。??圖2.1給出了本論文研宄過程的整體方案路線。??復(fù)合板選材??V??^???y???▼???i???f復(fù)合板組織、?;復(fù)合板?力學(xué)??^成分分析J?L應(yīng)用性能J?,圓j??flflf]?(I?f)?f?)?f?]??二??次?I?i?I?拉??I?|?I?|?界?[m?i?|?i?界?¥??|?I?|?i?I?I?|?^?s??8?丨芎1?素?能?S?i度:|?、??|?i?g?分?評?fl?測?i彎??|?I?|?|?布?I估?S?|試丨:農(nóng)!??形i?i?i?I?i?能??貌??'v?^?\?/?V?y??y?V?x.?V..??圖2.1論文實驗方案流程圖?<??11??
哈&濱工程大g頌士圭a論文??2.3各試樣取樣位置??圖2.2上板為鋁-鈦-鋼宏觀照片,下板為鋁-鋁-鋼宏觀照片,可見復(fù)合板復(fù)合界面結(jié)??合良好,焊縫處無開裂。上板鋁-鈦-鋼成分分別為3A21-TA1-MCI?低合金鋼,厚度分別??為8mm、2mm和16mm,總板厚度26mm;下板錯-錯-鋼成分為5083?合金-1060純錯??-CCSB鋼板,厚度分另丨J為8mm、6mm和20mm。??R?????im—??圖2.2復(fù)合板宏觀照片??圖2.3為各測試所需試樣的取樣位置示意圖,其中,拉伸試樣取樣方向垂直于炸藥??轟爆方向,其余其余取樣方向均平行于轟爆方向,各試樣尺寸由2.5節(jié)給出。??炸藥轟爆方向??拉^樣?鹽霧試驗??疲勞式樣金相,硬度??彎曲試樣剪切試樣?□□□??M丨丨?II?1?□□??圖2.3取樣位置示意圖??2.4顯微組織觀察方法??2.4.1爆炸焊接復(fù)合材料金相制備??目前,金屬復(fù)合材料的界面的金相試樣制備技術(shù)并不成熟,由于異種金屬間強(qiáng)度和??化學(xué)性質(zhì)的差異,導(dǎo)致拋光過程容易產(chǎn)生臺階和較軟金屬過拋,并且難以選擇腐蝕劑。??本文對金相試樣處理借鑒了何偉[65]和徐國富[66]的方法,同時在二者的方法上進(jìn)行了改??進(jìn)。??(1)取樣:爆炸焊接復(fù)合板觀察的主要部位,一般是含有結(jié)合界面的焊縫區(qū)域,??取樣的同時要注意保護(hù)好結(jié)合界面,避免沖擊或受熱造成的組織、結(jié)構(gòu)變化;樣品大小??一般。保?MOmm金相觀察面為宜,樣品過大在下面的磨光、拋光步驟較難,樣品過小??14??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]爆炸焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 張東杰. 煤礦爆破. 2018(04)
[2]爆炸焊接304/Q245復(fù)合鋼界面結(jié)構(gòu)及剪切行為各向異性[J]. 付艷恕,王震. 稀有金屬材料與工程. 2018(08)
[3]鐵鋁金屬間化合物的改性研究進(jìn)展[J]. 胡勝華,王菲菲,向軍淮,張洪華. 化工設(shè)計通訊. 2018(07)
[4]某型船用鋁-鋼復(fù)合過渡接頭焊接態(tài)疲勞性能試驗研究[J]. 黃健,劉金濤,王小華,辛寶,李亞. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2018(01)
[5]AZ31B/TA2爆炸焊接復(fù)合板界面結(jié)合機(jī)制及力學(xué)性能(英文)[J]. 武佳琪,王文先,曹曉卿,張楠. 稀有金屬材料與工程. 2017(03)
[6]動態(tài)應(yīng)變時效對5083鋁合金強(qiáng)度的影響[J]. 徐魁龍,張先鋒. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2015(01)
[7]鐵鋁金屬間化合物的研究進(jìn)展[J]. 鐘慶東,勒霞文,紀(jì)丹,牟童,顧帥帥. 粉末冶金技術(shù). 2014(06)
[8]爆炸復(fù)合材料金相技術(shù)[J]. 何偉,郭征,杜小平,馬紅征,惠曉原. 物理測試. 2014(06)
[9]5083鋁合金與CCSB鋼的爆炸焊接研究[J]. 侯發(fā)臣,李演楷,曲瑞波. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2014(01)
[10]Pb1-Q245R爆炸焊接復(fù)合板結(jié)合界面研究[J]. 韓剛,鄧光平,李軍,侯發(fā)臣. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2011(06)
本文編號:3330517
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2爆炸焊接典型波形結(jié)構(gòu)[3]??
?第2章實驗材料及實驗方法???第2章實驗材料及實驗方法??2.1本課題整體方案路線??本文選用兩種金屬復(fù)合板,其成分為鋁-鋁-鋼和鋁-鈦-鋼,共四種界面(鋁-鋁、鋁-??鋼、鋁-鈦、鈦-鋼),旨在探索4種界面在拉伸、彎曲、剪切時不同的變化規(guī)律和對力學(xué)??性能的影響方式,同時確定在模擬實際工況下材料的應(yīng)用性能,設(shè)計了如圖2.1所示的??試驗方案。??圖2.1給出了本論文研宄過程的整體方案路線。??復(fù)合板選材??V??^???y???▼???i???f復(fù)合板組織、?;復(fù)合板?力學(xué)??^成分分析J?L應(yīng)用性能J?,圓j??flflf]?(I?f)?f?)?f?]??二??次?I?i?I?拉??I?|?I?|?界?[m?i?|?i?界?¥??|?I?|?i?I?I?|?^?s??8?丨芎1?素?能?S?i度:|?、??|?i?g?分?評?fl?測?i彎??|?I?|?|?布?I估?S?|試丨:農(nóng)!??形i?i?i?I?i?能??貌??'v?^?\?/?V?y??y?V?x.?V..??圖2.1論文實驗方案流程圖?<??11??
哈&濱工程大g頌士圭a論文??2.3各試樣取樣位置??圖2.2上板為鋁-鈦-鋼宏觀照片,下板為鋁-鋁-鋼宏觀照片,可見復(fù)合板復(fù)合界面結(jié)??合良好,焊縫處無開裂。上板鋁-鈦-鋼成分分別為3A21-TA1-MCI?低合金鋼,厚度分別??為8mm、2mm和16mm,總板厚度26mm;下板錯-錯-鋼成分為5083?合金-1060純錯??-CCSB鋼板,厚度分另丨J為8mm、6mm和20mm。??R?????im—??圖2.2復(fù)合板宏觀照片??圖2.3為各測試所需試樣的取樣位置示意圖,其中,拉伸試樣取樣方向垂直于炸藥??轟爆方向,其余其余取樣方向均平行于轟爆方向,各試樣尺寸由2.5節(jié)給出。??炸藥轟爆方向??拉^樣?鹽霧試驗??疲勞式樣金相,硬度??彎曲試樣剪切試樣?□□□??M丨丨?II?1?□□??圖2.3取樣位置示意圖??2.4顯微組織觀察方法??2.4.1爆炸焊接復(fù)合材料金相制備??目前,金屬復(fù)合材料的界面的金相試樣制備技術(shù)并不成熟,由于異種金屬間強(qiáng)度和??化學(xué)性質(zhì)的差異,導(dǎo)致拋光過程容易產(chǎn)生臺階和較軟金屬過拋,并且難以選擇腐蝕劑。??本文對金相試樣處理借鑒了何偉[65]和徐國富[66]的方法,同時在二者的方法上進(jìn)行了改??進(jìn)。??(1)取樣:爆炸焊接復(fù)合板觀察的主要部位,一般是含有結(jié)合界面的焊縫區(qū)域,??取樣的同時要注意保護(hù)好結(jié)合界面,避免沖擊或受熱造成的組織、結(jié)構(gòu)變化;樣品大小??一般。保?MOmm金相觀察面為宜,樣品過大在下面的磨光、拋光步驟較難,樣品過小??14??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]爆炸焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 張東杰. 煤礦爆破. 2018(04)
[2]爆炸焊接304/Q245復(fù)合鋼界面結(jié)構(gòu)及剪切行為各向異性[J]. 付艷恕,王震. 稀有金屬材料與工程. 2018(08)
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[5]AZ31B/TA2爆炸焊接復(fù)合板界面結(jié)合機(jī)制及力學(xué)性能(英文)[J]. 武佳琪,王文先,曹曉卿,張楠. 稀有金屬材料與工程. 2017(03)
[6]動態(tài)應(yīng)變時效對5083鋁合金強(qiáng)度的影響[J]. 徐魁龍,張先鋒. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2015(01)
[7]鐵鋁金屬間化合物的研究進(jìn)展[J]. 鐘慶東,勒霞文,紀(jì)丹,牟童,顧帥帥. 粉末冶金技術(shù). 2014(06)
[8]爆炸復(fù)合材料金相技術(shù)[J]. 何偉,郭征,杜小平,馬紅征,惠曉原. 物理測試. 2014(06)
[9]5083鋁合金與CCSB鋼的爆炸焊接研究[J]. 侯發(fā)臣,李演楷,曲瑞波. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2014(01)
[10]Pb1-Q245R爆炸焊接復(fù)合板結(jié)合界面研究[J]. 韓剛,鄧光平,李軍,侯發(fā)臣. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2011(06)
本文編號:3330517
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