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《山东大学》 2006年
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Mg/Al活性异种金属焊接界面微观结构及元素扩散的研究

刘鹏  
【摘要】:镁具有低密度、高比强度及可再回收利用等优点,成为工程结构材料领域关注的焦点,但焊接过程中易形成脆性相、裂纹、气孔等缺陷,并且还存在热影响区过宽及焊后变形等。因此,焊接问题成为阻碍镁及镁合金应用的关键。 为了推进镁合金的应用,本文采用固相扩散焊和钨极氩弧焊对Mg与Al异种金属进行了焊接试验研究。在接头组织结构观察、分析及接头性能测试的基础上,研究Mg/Al异种金属接头组织结构与性能的关系。通过对Mg/Al扩散焊界面微观组织结构和界面附近元素的扩散行为进行分析,寻求界面过渡区的形成与元素扩散之间的规律。 利用金相显微镜和扫描电镜(SEM)对Mg/Al异种金属接头焊接区的组织结构及性能进行了分析。扩散焊界面过渡区主要由Mg侧过渡层、中间扩散层及Al侧过渡层组成,两过渡层的显微硬度为HM200~350,中间扩散层的显微硬度为HM125~150。扩散焊接头剪切试验结果表明,加热温度在470~490℃,保温时间在60~120min,压力小于0.1MPa,可获得结合良好的Mg/Al扩散焊接头。加热温度475℃时,扩散焊接头界面的最大剪切强度为18.94MPa,约为Al母材强度的40%。TIG焊接头熔合区由熔化结晶区和半熔化结晶区构成,熔化结晶区主要由粗大柱状晶和等轴树枝晶组成,半熔化结晶区主要由未结晶组织和柱状树枝结晶组织组成。 采用电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对Mg/Al异种金属接头焊接区的形成及微观相结构进行了分析。结果表明,扩散焊界面过渡区中形成的相主要是Mg_(17)Al_(12)、MgAl和Mg_2Al_3,从Mg侧向Al侧依次由Mg_(17)Al_(12)→MgAl→Mg_2Al_3构成。Mg_(17)Al_(12)相主要以团块状和弥散形式存在于Mg基体上,弥散分布的Mg_(17)Al_(12)相与密排六方的Mg基体组成多晶环结构。TIG焊接头Mg侧熔合区附近存在Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Al_3相,以及少量的Al_4Si相。 Mg/Al扩散焊界面过渡区的形成主要经过四个阶段,其生成相的形成顺序依次为:MgAl→Mg_(17)Al_(12)→Mg_2Al_3,反应生成物的形成速度为V_(Mg_2Al_3)<V_(Mg_(17)Al_(12))<V_(MgAl)。随着加热温度的提高,MgAl相的生长速度逐渐减小,而Mg_2Al_3和Mg_(17)Al_(12)相的生长速度逐渐增大,当加热温度480℃时,界面过渡区各新相生长速度为
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG401

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【引证文献】
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1 吴玉锋;杜文博;左铁镛;;Mg-6Al-xNd(x=2,4)合金的组织结构与凝固行为[J];北京工业大学学报;2011年04期
2 李会;林飞;郭继祥;于前;孟庆森;;挤压态AZ31镁合金真空扩散焊试验研究[J];焊接技术;2011年05期
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1 常海;累积叠轧纯Mg及Mg/Al多层复合板材的组织结构与力学性能[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 徐荣正;镁合金焊接接头腐蚀行为及电弧喷涂防护研究[D];大连理工大学;2011年
3 赵丽敏;镁合金AZ31/铝合金6061异种金属接触反应钎焊研究[D];大连理工大学;2010年
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1 付宁宁;镁铝异种金属搅拌摩擦焊搭接接头组织及性能研究[D];大连交通大学;2011年
2 李广乐;镁铝异种金属CMT焊接试验研究[D];南京理工大学;2010年
3 杨婷慧;铝镁叠层复合材料力学性能计算与轧制复合工艺[D];南京理工大学;2010年
4 曾浩;TC4钛合金与LY12铝合金的扩散焊接研究[D];武汉理工大学;2010年
5 赵维涛;AZ31B镁合金及AZ31B与LY12铝合金的扩散连接[D];西安科技大学;2012年
6 王敬;Fe/Al异种金属扩散焊界面形成机理研究[D];江苏科技大学;2012年
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【参考文献】
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【共引文献】
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7 马晓丽;冯孝周;;一类具有交叉扩散的捕食模型正解的存在性[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年05期
8 黄甬穗;;夹逼准则与抛物型偏微分方程的上下解方法[J];安徽职业技术学院学报;2008年04期
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10 魏虹;一类混凝土力学模型的有限元分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年04期
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3 国栋;杨中东;樊占国;;表面金属化处理后的镁合金化学镀镍[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
4 朱小军;禹胜林;严伟;;4J42合金外壳气密封装的脉冲激光焊[A];2008中国电子制造技术论坛论文集[C];2008年
5 许立讲;李孝轩;刘刚;严伟;;基于金基共晶钎料的毫米波T/R组件连接技术研究[A];2010中国电子制造技术论坛论文集[C];2010年
6 夏浩;欧阳贵;;不同氧化时间对镁合金微弧氧化的影响[A];第九届全国转化膜及表面精饰学术年会论文集[C];2012年
7 吴保安;李国纲;汪建胜;王云春;陈小军;;PtRh40-PtRh20高温热电偶丝制备工艺研究[A];2011(昆明)中西部第四届有色金属工业发展论坛论文集[C];2011年
8 周方明;殷小青;;MnE21镁合金CMT焊接工艺及焊接接头组织性能分析[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
9 张建;罗国强;沈强;李美娟;王仪宇;张联盟;;MB2/LY12异种金属真空扩散焊及界面组织[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
10 温国栋;马铁军;张勇;李文亚;郭鸿镇;;TC11线性摩擦焊接头焊后热处理初步研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨敏建;镁基储氢材料的制备及对二硫化碳、噻吩的加氢性能研究[D];山东科技大学;2010年
2 刘晓兰;镁合金化学转化膜成膜机理及其载波改性的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 武淑艳;固相再生AZ31B镁合金的组织性能及氧化相表征[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 陈敬超;反应合成银氧化锡复合材料的合成机制与性能研究[D];昆明理工大学;2009年
5 王春建;Mg-Al系合金晶粒细化机理研究[D];昆明理工大学;2010年
6 周晓龙;反应合成AgCuO复合材料的组织均匀化及界面结构研究[D];昆明理工大学;2009年
7 潘金芝;复合冷作模具钢的研究[D];大连交通大学;2010年
8 张红霞;AZ31B镁合金及其TIG焊焊接接头疲劳断裂行为及评定研究[D];太原理工大学;2010年
9 崔泽琴;AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究[D];太原理工大学;2011年
10 王长义;高应变速率下镁合金的动态力学行为及变形机制[D];沈阳工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘娇娇;Mg-Ho基合金的组织与性能研究[D];河南理工大学;2010年
2 梁峰;瞬时液相扩散连接及其热应力有限元模拟研究[D];河南理工大学;2010年
3 郭世敬;不同参数下12Cr1MoV瞬时液相扩散连接接头组织与性能变化研究[D];河南理工大学;2010年
4 贺睿;AZ81基稀土镁合金组织与腐蚀性能的研究[D];河南理工大学;2010年
5 李含建;SiC_p/AZ91D复合材料真空气压浸渗机理及界面结构研究[D];南昌航空大学;2010年
6 涂序荣;脉冲磁场控制制备阻燃镁合金的研究[D];南昌航空大学;2010年
7 吴小超;稀土元素与凝固速度对AZ31-RE-Sb组织及相组成的影响[D];郑州大学;2010年
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9 田昊;原位自生TiB_2/Al复合材料的焊接[D];郑州大学;2010年
10 王军伟;AZ31镁合金的自冲铆接工艺研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
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1 温瑾林;电弧喷涂技术的进步[J];表面工程;1994年01期
2 赵文轸,王汉功;国外铝合金激光表面改质研究进展[J];表面工程;1996年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前8条
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3 郭伟;Ti-6Al-4V/QAl10-3-1.5异种材料扩散连接研究[D];吉林大学;2006年
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5 宋敏霞;异种材料Ti-6Al-4V/ZQSn10-10扩散连接研究[D];吉林大学;2007年
6 沈孝芹;Al_2O_3-TiC/W18Cr4V扩散连接界面结构及应力分布研究[D];山东大学;2010年
7 王红阳;镁铝异种金属激光胶接焊工艺及微观组织研究[D];大连理工大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 史立丰;铜—钢惯性摩擦焊接头超声无损检测特性的研究[D];北京工业大学;2003年
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7 吴成;Q235/304不锈钢复合板热轧有限元模拟研究[D];西安建筑科技大学;2005年
8 黄亮;不锈钢复合板热轧复合仿真及参数分析[D];燕山大学;2004年
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10 王恒;镁、铝异种金属激光胶接焊工艺的研究[D];大连理工大学;2006年
【二级引证文献】
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10 何鹏,张九海,冯吉才,钱乙余;相变扩散连接界面物理接触行为的数值分析[J];焊接学报;1999年S1期
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10 王笑天,姚引良,邵谭华;稀土元素对Si-Mn-V钢淬火、回火过程中组织结构转变的影响[J];金属学报;1990年06期
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6 岳文斌;施力光;杨茹洁;任有蛇;张春香;雷晓峰;;波尔山羊性成熟前睾丸发育的显微变化过程[A];全国养羊生产与学术研讨会议论文集(2007-2008)[C];2008年
7 杨彩云;刘雍;;树脂基三维机织复合材料结构与力学性能的关系研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
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10 孙世清;毛磊;;Cu-Fe-Cr原位复合材料的组织结构与磁学性质[A];第九次全国热处理大会论文集(二)[C];2007年
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7 关新;企业对组织结构的选择[N];中国纺织报;2002年
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5 刘俊茹;企业预算管理历史分析及未来展望[D];厦门大学;2006年
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9 黄胜忠;转型时期农民专业合作社的组织行为研究[D];浙江大学;2007年
10 王修春;机械能助渗铝机制和渗铝层组织结构与性能表征[D];山东大学;2007年
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3 刘明岩;供电企业组织结构重组方案研究与应用[D];华北电力大学(河北);2007年
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5 王伟;提高组织学习力途径研究[D];黑龙江大学;2007年
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8 张栋;中央研究院科学体制研究(1924-1949)[D];南京航空航天大学;2008年
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10 景伟;中国商业银行操作风险管理研究[D];山西财经大学;2007年
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