Zr基大塊非晶與純鋁的攪拌摩擦焊連接界面組織與力學性能.pdf

1、非晶合金具有高強度，優(yōu)異的耐磨性能和耐腐蝕性能，是一種極具應用潛力的新型結構材料。然而，由于非晶形成能力的限制，目前所能得到的大多數(shù)非晶合金的幾何尺寸都很小，因此，在其實際應用過程中，必然會遇到連接問題，其中包括非晶合金與自身的連接以及與晶態(tài)合金的連接。而常規(guī)的液態(tài)焊接方法會導致非晶合金在連接界面處的晶化，從而降低合金的力學性能。因此，探索非晶合金的新型連接方法，對促進非晶合金的應用并發(fā)揮非晶合金的優(yōu)良性能具有重要意義。本論文采用攪拌摩

2、擦焊的方法對兩種Zr基非晶（Zr65Cu20Al10Fe5和 Zr46Cu46Al8）與純鋁進行了對接，并研究了焊件連接區(qū)域的顯微組織及其力學性能，探討了連接工藝（主要是走速）和非晶合金成分對非晶合金與純鋁攪拌摩擦焊性能的影響。主要研究內容及結果：
　　(1) Zr基非晶合金與純鋁攪拌摩擦焊的性能研究：采用攪拌摩擦焊，在攪拌針轉速為1500rad/min，走速分別為75mm/min和150mm/min的條件下，成功地實現(xiàn)了Zr65

3、Cu20Al10Fe5和 Zr46Cu46Al8與純鋁的對接，對焊件焊縫區(qū)的顯微組織觀察結果表明，其連接界面平整無明顯孔洞、裂紋等缺陷。
　　(2) Zr基非晶合金與純鋁焊件焊縫區(qū)的顯微組織與力學性能研究：采用掃描電鏡（SEM）、能譜分析儀（EDS）和 X-射線衍射分析儀（XRD）等手段，對非晶合金與純鋁焊件焊縫區(qū)的顯微組織、成分分布及相組成進行了分析。研究結果表明，在Zr基非晶合金與純鋁的攪拌摩擦焊連接過程中，非晶基體未發(fā)生晶化

4、，但一些非晶碎片被攪入純鋁一側的連接區(qū)域中，一些非晶碎片與鋁發(fā)生反應，生成了富鋁相。摩擦焊走速對焊件的焊縫區(qū)組織與力學性能產生重要影響。對于 Zr46Cu46Al8/Al焊件，在較慢走速下，由于攪拌充分，在焊縫區(qū)域內的非晶顆粒較細小、分布均勻，焊件表現(xiàn)出較高的連接性能，其焊件的抗拉強度達到Al基體的90％。
　　(3) Zr基非晶合金成分對攪拌摩擦焊性能影響的研究：對比分析了Zr65Cu20Al10Fe5和 Zr46Cu46Al8