镁基条带非晶的制备及其在铝合金中焊接应用研究

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本文使用Al元素部分代替Mg65Cu25Y10合金中的Cu元素,利用单辊甩带法制得宽5mm,厚70~80μm的Mg65Cu24Al1Y10、Mg65Cu22Al3Y10和Mg65Cu20Al5Y10三种成分非晶条带。分别借助X射线衍射分析(XRD)和示差扫描量热仪(DSC)对合金的结构及升温转变过程进行了研究。根据DSC曲线确定了非晶形成能力的玻璃转变温度(Tg)、晶化温度(Tx)、固相线温度(Tm)和熔化温度等温度参数。以铝合金ZL203为母材,Mg65Cu25-xAlxY10(x=1、3、5)条带非晶态合金为中间层钎料,在0.5MPa压力,480℃~520℃条件下焊接,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)研究了焊接接头的微观形貌和成分分布,结果表明:Mg65Cu24Al1Y10接头界面含有不连续接触或空洞,随着焊接温度的升高,不连续接触或空洞逐渐减少,在510℃时,接头形成有效的接合;Mg65Cu22Al3Y10和Mg65Cu20Al5Y10钎料;界面接合良好,未观察到片状夹杂物、气孔及未焊合等缺陷;随着温度的升高,焊缝宽度逐步减小,焊缝界面趋于平直化;基体中的Al元素通过晶界偏聚到焊缝中,焊缝中Mg元素以及微量的Y元素扩散到基体中,Cu元素分布均匀,没有发生偏聚现象。通过电子式万能试验机对接头的机械性能进行研究,结果表明:随着温度的升高,Mg65Cu22Al3Y10和Mg65Cu20Al5Y10两种中间层拉伸强度先升高后降低;在510℃时,拉伸强度达到最大值分别为51.8MPa和56.7MPa,当温度升高到520℃时,两种钎料接头拉伸强度迅速下降为17MP和19.1MPa,主要可能是此温度与基体材料的熔点比较接近,在压力的作用下,造成基体材料组织疏松,导致接头强度急剧的下降。本实验选用最佳的连接温度为510℃。在保温5~20min条件下,时间对接头性能的影响不大。
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