论文部分内容阅读
以2mm厚的具有较高热稳定性的板状锆基块体非晶合金Zr44Ti11Ni10Cu10Be25(vit1b)为研究对象,对Zr基非晶合金/Zr基非晶合金及Zr基非晶合金/Al箔在非晶合金的过冷液相区内进行超塑性扩散焊连接实验。连接参数的范围为:连接温度648-733K,连接时间30-60min,连接压力20-75MPa。以X-射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等为主要研究手段,研究了温度、时间、压力和变形率对接头质量和界面元素扩散情况的影响,提出了优化的焊接参数,并探讨了非晶合金超塑性扩散焊连接的机理。另外研究了超塑性扩散焊接过程对非晶结构的影响。Zr基非晶合金/Zr基非晶合金连接时,在较低的温度、时间、压力条件下形不成焊接接头,增大这些参数对连续接头的形成有利;而变形率与接头质量有更直接更明显的相互关系,即只有当变形率达到一定值时,才能形成可靠的连续接头。实验条件下Zr基非晶合金/Al箔均获得焊接接头,Al元素的扩散程度高于非晶合金的各元素;当变形率达到某一值时,温度较高的试样的元素扩散程度高。综合实验结果,得出Zr基非晶合金/Zr基非晶合金优化的焊接参数为:688K-45min-75MPa条件下增大连接时间(45min-60min之间)或适当提高连接压力(大于.75MPa)来优化焊接参数;也可以在713K-60min-50MPa条件下通过降低连接压力(50MPa-25MPa之间)或减小连接时间(60min-30min之间)来优化焊接参数,以便获得变形率较小的无缺陷焊接接头。Zr基非晶合金/Al箔焊接时较为合理的实验参数为713K-60min-35MPa,连接界面处原子扩散程度较高,变形率相对较低(26%)。连续接头的形成与变形率密切相关,变形率太小形不成接头,只有当变形率达到某一数值时才能形成接头。认为较大的变形率是从非晶合金表面稳定钝化膜的充分破碎来促进高质量连接的。元素的扩散情况也与试样的变形率有关,塑性变形是从界面氧化膜的破碎来促进元素扩散的,一定的变形率是元素扩散的前提。扩散连接后非晶合金没有发生晶化,连接界面处也没有与A1发生反应。但连接过程使非晶合金发生了结构驰豫,热稳定性稍有降低。