三維金屬波導(dǎo)元件(包含接收信號孔、本振信號孔和耦合孔)是下一代射電望遠鏡的關(guān)鍵器件。超聲增材為制備該波導(dǎo)元件提供了一種全新的方法,而紫銅薄片的有效焊接是該方法中最關(guān)鍵的工藝之一。當(dāng)前對紫銅超聲波的研究主要集中在焊接參數(shù)優(yōu)化上,鮮有關(guān)于紫銅超聲波焊接再結(jié)晶的研究。本工作采用電子背散射衍射(EBSD)技術(shù)觀察紫銅超聲波點焊的微觀組織結(jié)構(gòu)以及織構(gòu)變化,研究紫銅超聲波點焊的再結(jié)晶過程。結(jié)果表明:超聲波焊接作用下紫銅焊接界面處的平均尺寸從20μm減小到1～2μm,說明超聲波焊接細化了界面處晶粒;原始紫銅基體內(nèi)主要包含具有大角度晶界(HAGBs)的粗大晶粒,而紫銅焊接接頭界面處則出現(xiàn)了大量的小角度晶界(LAGBs)、亞晶和細小的等軸晶粒;原始紫銅中主要存在著銅型織構(gòu){112}〈111〉以及立方織構(gòu){001}〈100〉,而超聲焊接后試樣的織構(gòu)主要有剪切織構(gòu){111}〈143〉、{111}〈110〉與{221}〈122〉,其中在焊接界面處存在大量重新生成的細小立方織構(gòu){100}〈001〉和剪切織構(gòu){111}〈110〉;在應(yīng)變較小區(qū)域,通常發(fā)生不連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶DDRX,此時再結(jié)晶形核方式為晶界弓出形核方...

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圖4紫銅超聲波焊接試樣整體微觀結(jié)構(gòu)(電子版為彩圖)

紫銅超聲波焊接接頭整體微觀結(jié)構(gòu)如圖4所示,在遠離焊接界面區(qū)域主要由粗大的變形晶粒和大量LAGBs構(gòu)成,這些LAGBs一般伴隨著亞晶與位錯的產(chǎn)生。焊接試樣中的原始紫銅孿晶逐漸消失,這是由于焊接壓力與超聲振動的作用促使孿晶變形和移動,從而形成了粗大的變形晶粒。焊接界面區(qū)域則主要由不均....

圖5紫銅超聲波焊接試樣晶粒尺寸與位向差

圖5為紫銅超聲波焊接接頭晶粒尺寸與位向差圖。從晶粒尺寸圖可以看到紫銅經(jīng)超聲波焊接后晶粒尺寸明顯變小,平均晶粒尺寸為1～2μm,且晶粒尺寸較為集中,大多數(shù)在1～10μm范圍內(nèi),說明超聲波焊接具有細化晶粒的作用。而從晶粒位向差圖也可以看出其位向差由高位向差轉(zhuǎn)變?yōu)榈臀幌虿?即超聲波....

圖1試驗示意圖

采用EBSD技術(shù)研究原始樣品和焊接樣品的微觀結(jié)構(gòu)及織構(gòu)。實驗之前先截取焊接區(qū)域橫截面并進行鑲嵌,如圖1b所示。將鑲嵌好的試樣通過SiC紙機械拋光400至3000粒度,再將樣品在15V電壓、10%HClO4的電解質(zhì)中電拋光15min,待樣品表面光滑如鏡時使用配備有EBSD構(gòu)件....

圖2原始紫銅微觀結(jié)構(gòu)(電子版為彩圖)

圖2a展示了原始T2紫銅片的晶界類型,其中大角度晶界HAGBs(位相差α>15°)用黑色線表示,小角度晶界LAGBs(位相差α<15°)用紫色線表示,可以看出原始紫銅金屬片材的微觀結(jié)構(gòu)主要包括具有HAGBs的粗大晶粒。圖2b表明紫銅母材存在著大量的紫銅孿晶,這是由退火產(chǎn)生的。退火....

本文編號：3931386