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】：鎂合金被譽為21世紀“綠色工程材料”,其比重較小,比強度、比剛度高,具有優(yōu)良的減震性、導熱性、可回收性,且鎂的蘊含量比較豐富,在汽車、航空航天、電子等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(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)母材間的相互擴散形成釬焊接頭。在釬焊過程中,由于釬焊溫度較低,母材的物理化學性能受到的影響小,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AZ31B鎂合金低熔點釬料進行研究,獲得了熔點低、潤濕性好、性能優(yōu)良、經(jīng)濟無毒的釬料合金。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,改善釬料的潤濕性,降低釬料熔點,提高力學性能。通過設(shè)計釬料配方,進行釬料鋪展試驗,對釬料配方進行優(yōu)化。試驗結(jié)果表明,適量Al、Mg元素的添加可以顯著改善.Sn基釬料的潤濕性,其中當Al和Mg含量分別在1.7%和3.4%時,Sn-Zn-Al與Sn-Zn-Mg系兩種三元釬料的潤濕性較好,經(jīng)優(yōu)化后得到的Sn-Zn-Al-Mg系四元釬料的潤濕性得到進一步改善。采用光學顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射及性能測試等分析測試方法對釬料的組織物相及性能進行研究。結(jié)果表明,A1的加入細化了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固溶體以樹枝狀或花瓣狀形態(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；潤濕性最好的Sn-Zn-Al-Mg系釬料基體由初生的β-Sn相+細化的(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,樹枝狀組織為Al-Zn-Sn固溶體。三種多元釬料的熔點均在210℃以下,其中Sn-Zn-Al-Mg系釬料熔點最低,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系釬料抗拉強度最高,抗拉強度為122MPa。經(jīng)綜合分析當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,通過光學顯微鏡、掃描電鏡等設(shè)備對釬焊接頭進行了組織分析。結(jié)果表明,在釬縫界面區(qū)發(fā)現(xiàn)明亮的過渡層,經(jīng)推測為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過共晶組織,分布著Al-Zn-Sn固溶體相,通過面掃描發(fā)現(xiàn)釬料元素與母材元素之間的元素擴散較明顯。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 釬焊 釬料 潤濕性 組織成分 性能 釬焊接頭
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 研究內(nèi)容24-26
• 第2章 試驗材料、設(shè)備及方法26-36
• 2.1 試驗材料26-27
• 2.1.1 試驗?zāi)覆?/span>26
• 2.1.2 試驗用釬劑26-27
• 2.1.3 試驗用釬料27
• 2.2 試驗設(shè)備27-32
• 2.2.1 釬料的熔煉27-29
• 2.2.2 釬料的鋪展試驗29-32
• 2.2.3 釬焊試驗32
• 2.3 試驗方法32-35
• 2.3.1 顯微組織分析方法32-33
• 2.3.2 性能測試方法33-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第3章 釬料配方設(shè)計及優(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)計及成分測定40-43
• 3.3.1 釬料配方設(shè)計40-41
• 3.3.2 釬料的元素成分測定41-43
• 3.4 合金元素Al或Mg對三元釬料潤濕性的影響43-46
• 3.4.1 不同含量Al對SZ-xAl系釬料潤濕性的影響43-45
• 3.4.2 不同含量Mg對SZ-yMg系釬料潤濕性的影響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46-47
• 3.5.2 合金元素Al和Mg對四元釬料潤濕性的影響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 釬料的性能測試59-63
• 4.4.1 釬料的熔化溫度區(qū)間測試59-60
• 4.4.2 釬料的拉伸性能測試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72-78
• 致謝78-79
• 附件79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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本文編號：807993