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高純鋁硅Al-12Si釬料的高溫力學(xué)性能和顯微組織特征

發(fā)布人:上海艾荔艾金屬材料有限公司m.85978597.cn 更新時(shí)間:2015-05-15
針對(duì)高純Al-12Si釬料,開展了其高溫力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)和顯微組織分析,以及鈹材釬焊接頭的成分分析,探討了鈹釬焊焊縫缺陷形成機(jī)制。

?????? 鈹具有低密度、高彈性模量、熱膨脹系數(shù)小、比熱容大、熱傳導(dǎo)系數(shù)大及較小的中子截面等優(yōu)點(diǎn),作為結(jié)構(gòu)材料在航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但由于鈹材常溫時(shí)延伸率低,機(jī)械加工性能差,高溫時(shí)易氧化以及鈹晶粒受熱發(fā)生粗化等,導(dǎo)致鈹材連接技術(shù)成為目前公認(rèn)的難題。為此,國內(nèi)外曾開展了大量的鈹材焊接工藝研究,但由于鈹材具有較高的比熱和傳熱系數(shù),焊接時(shí)焊縫及熱影響區(qū)會(huì)形成較大的熱應(yīng)力,同時(shí),鈹晶粒的長大也會(huì)使其失去塑性,導(dǎo)致焊接裂紋。有研究報(bào)道,要減少鈹焊縫開裂,提高釬焊接頭強(qiáng)度,應(yīng)從兩方面著手:①降低釬料熔點(diǎn);②降低鋁硅釬料中雜質(zhì)的含量。鑒此,針對(duì)高純Al-12Si釬料,開展了其高溫力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)和顯微組織分析,以及鈹材釬焊接頭的成分分析,探討了鈹釬焊焊縫缺陷形成機(jī)制。

通過室溫與高溫拉伸試驗(yàn)及焊縫的顯微組織、成分分析,探討了鈹材釬焊裂紋產(chǎn)生的機(jī)制。溫度對(duì)高純Al-12Si釬料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的影響很大。隨著加熱溫度的提高,其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度迅速下降,而伸長率迅速上升。冷卻速率通過改變凝固的枝狀晶前沿液相的溶質(zhì)濃度分布梯度,進(jìn)而影響共晶組織的形核、長大;冷卻速率越大,共晶β-Si相的間距越小,共晶β-Si越細(xì)小,即組織越細(xì)。而形貌變化對(duì)釬料力學(xué)性能有較大的影響。在熱影響區(qū)及焊縫內(nèi)觀察到裂紋等缺陷,通過能譜對(duì)裂紋部位的成分分析表明,C、O、Ca等雜質(zhì)元素在裂紋區(qū)域含量偏高,尤其是BeO在晶界的偏析嚴(yán)重,這些脆性相在晶界處聚集,導(dǎo)致局部區(qū)域塑性降低。

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