本文關(guān)鍵詞：Mg-Al-Zn系鎂合金用釬料的研究

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【摘要】：鎂合金被譽(yù)為21世紀(jì)“綠色工程材料”,其比重較小,比強(qiáng)度、比剛度高,具有優(yōu)良的減震性、導(dǎo)熱性、可回收性,且鎂的蘊(yùn)含量比較豐富,在汽車(chē)、航空航天、電子等領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。由于鎂合金本身的焊接特性,鎂合金的焊接方式也成為制約鎂合金發(fā)展的因素。熔化焊時(shí)很容易產(chǎn)生裂紋、氣孔等缺陷及熱影響區(qū)性能下降,釬焊時(shí)母材不熔化,只有釬料熔化,依靠液態(tài)釬料和固態(tài)母材間的相互擴(kuò)散形成釬焊接頭。在釬焊過(guò)程中,由于釬焊溫度較低,母材的物理化學(xué)性能受到的影響小,焊接應(yīng)力和變形較小。所以釬焊已經(jīng)成為鎂合金焊接的重要方法之一。本文主要從鎂合金釬焊材料入手,對(duì)AZ31B鎂合金低熔點(diǎn)釬料進(jìn)行研究,獲得了熔點(diǎn)低、潤(rùn)濕性好、性能優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)無(wú)毒的釬料合金。經(jīng)綜合分析,確定釬料合金系統(tǒng)以Sn-Zn系為基,添加合金元素A1和Mg,改善釬料的潤(rùn)濕性,降低釬料熔點(diǎn),提高力學(xué)性能。通過(guò)設(shè)計(jì)釬料配方,進(jìn)行釬料鋪展試驗(yàn),對(duì)釬料配方進(jìn)行優(yōu)化。試驗(yàn)結(jié)果表明,適量Al、Mg元素的添加可以顯著改善.Sn基釬料的潤(rùn)濕性,其中當(dāng)Al和Mg含量分別在1.7%和3.4%時(shí),Sn-Zn-Al與Sn-Zn-Mg系兩種三元釬料的潤(rùn)濕性較好,經(jīng)優(yōu)化后得到的Sn-Zn-Al-Mg系四元釬料的潤(rùn)濕性得到進(jìn)一步改善。采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射及性能測(cè)試等分析測(cè)試方法對(duì)釬料的組織物相及性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明,A1的加入細(xì)化了Sn-Zn-Al系釬料基體組織,且針狀富Zn相數(shù)量較Sn-Zn共晶釬料明顯減少,Al-Zn-Sn固溶體以樹(shù)枝狀或花瓣?duì)钚螒B(tài)分布在基體上；Sn-Zn-Mg系釬料中灰色塊狀組織增加,可能為Mg2Sn化合物+p-Sn固溶體；潤(rùn)濕性最好的Sn-Zn-Al-Mg系釬料基體由初生的β-Sn相+細(xì)化的(Sn-Zn)共晶組織+針狀富Zn相組成,在基體上分布的塊狀組織由(Sn-Zn)共晶+Mg2Al3+Mg32(Al, Zn)49化合物組成,少量的Mg2Sn化合物分布于Sn-Zn共晶組織上,樹(shù)枝狀組織為Al-Zn-Sn固溶體。三種多元釬料的熔點(diǎn)均在210℃以下,其中Sn-Zn-Al-Mg系釬料熔點(diǎn)最低,熔化溫度區(qū)間為181.3-C～191.8℃,固一液相線溫度間隔為10.5℃；三種釬料中Sn-Zn-Al-Mg系釬料抗拉強(qiáng)度最高,抗拉強(qiáng)度為122MPa。經(jīng)綜合分析當(dāng)Al和Mg元素含量分別為1.8%和1.5%,Sn-Zn-Al-Mg系釬料組織性能最佳,為試驗(yàn)選定的最優(yōu)釬料,可用于釬焊AZ31B變形鎂合金。使用最優(yōu)釬料釬焊AZ31B變形鎂合金,通過(guò)光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡等設(shè)備對(duì)釬焊接頭進(jìn)行了組織分析。結(jié)果表明,在釬縫界面區(qū)發(fā)現(xiàn)明亮的過(guò)渡層,經(jīng)推測(cè)為Mg2Sn相+Al-Zn固溶體相+Sn-Zn共晶組織,釬縫中心區(qū)域基體是Sn-Zn過(guò)共晶組織,分布著Al-Zn-Sn固溶體相,通過(guò)面掃描發(fā)現(xiàn)釬料元素與母材元素之間的元素?cái)U(kuò)散較明顯。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 釬焊 釬料 潤(rùn)濕性 組織成分 性能 釬焊接頭
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG425.1
【目錄】：

• 摘要10-12
• Abstract12-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 選題背景及意義14-15
• 1.2 鎂合金的應(yīng)用及焊接性15-16
• 1.2.1 鎂合金的應(yīng)用15-16
• 1.2.2 鎂合金的焊接性16
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-24
• 1.3.1 鎂合金熔化焊的研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3.2 鎂合金釬焊的研究現(xiàn)狀20-24
• 1.4 課題研究目的及主要內(nèi)容24-26
• 1.4.1 研究目的24
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容24-26
• 第2章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及方法26-36
• 2.1 試驗(yàn)材料26-27
• 2.1.1 試驗(yàn)?zāi)覆?/span>26
• 2.1.2 試驗(yàn)用釬劑26-27
• 2.1.3 試驗(yàn)用釬料27
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)備27-32
• 2.2.1 釬料的熔煉27-29
• 2.2.2 釬料的鋪展試驗(yàn)29-32
• 2.2.3 釬焊試驗(yàn)32
• 2.3 試驗(yàn)方法32-35
• 2.3.1 顯微組織分析方法32-33
• 2.3.2 性能測(cè)試方法33-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第3章 釬料配方設(shè)計(jì)及優(yōu)化36-50
• 3.1 引言36
• 3.2 釬料合金系的確定36-40
• 3.2.1 釬料的設(shè)計(jì)原則36-37
• 3.2.2 釬料合金元素的選擇37-40
• 3.3 釬料配方設(shè)計(jì)及成分測(cè)定40-43
• 3.3.1 釬料配方設(shè)計(jì)40-41
• 3.3.2 釬料的元素成分測(cè)定41-43
• 3.4 合金元素Al或Mg對(duì)三元釬料潤(rùn)濕性的影響43-46
• 3.4.1 不同含量Al對(duì)SZ-xAl系釬料潤(rùn)濕性的影響43-45
• 3.4.2 不同含量Mg對(duì)SZ-yMg系釬料潤(rùn)濕性的影響45-46
• 3.5 釬料配方優(yōu)化46-48
• 3.5.1 四元釬料配方設(shè)計(jì)46-47
• 3.5.2 合金元素Al和Mg對(duì)四元釬料潤(rùn)濕性的影響47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-50
• 第4章 釬料的組織成分及性能分析50-64
• 4.1 引言50
• 4.2 釬料的成分分析50-51
• 4.3 釬料的組織分析51-59
• 4.3.1 釬料的金相組織51-53
• 4.3.2 釬料的SEM及XRD分析53-59
• 4.4 釬料的性能測(cè)試59-63
• 4.4.1 釬料的熔化溫度區(qū)間測(cè)試59-60
• 4.4.2 釬料的拉伸性能測(cè)試60-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第5章 釬焊接頭的組織分析64-70
• 5.1 引言64
• 5.2 SZAM4#釘料釘焊接頭的組織分析64-68
• 5.2.1 釬焊接頭的金相組織64
• 5.2.2 釬焊接頭的SEM分析64-66
• 5.2.3 釬焊接頭的元素分布66-68
• 5.3 本章小結(jié)68-70
• 第6章 結(jié)論及展望70-72
• 6.1 結(jié)論70-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 致謝78-79
• 附件79

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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本文編號(hào)：807993