鋯基塊體非晶合金的擴(kuò)散焊連接研究.pdf

1、以2mm厚的具有較高熱穩(wěn)定性的板狀鋯基塊體非晶合金Zr44Ti11Ni10Cu10Be25(vit1b)為研究對象，對Zr基非晶合金/Zr基非晶合金及Zr基非晶合金/Al箔在非晶合金的過冷液相區(qū)內(nèi)進(jìn)行超塑性擴(kuò)散焊連接實(shí)驗(yàn)。連接參數(shù)的范圍為：連接溫度648-733K，連接時(shí)間30-60min，連接壓力20-75MPa。以X-射線衍射(XRD)、差示掃描量熱分析(DSC)、掃描電鏡(SEM)和能譜儀(EDS)等為主要研究手段，研究了溫度、時(shí)

2、間、壓力和變形率對接頭質(zhì)量和界面元素?cái)U(kuò)散情況的影響，提出了優(yōu)化的焊接參數(shù)，并探討了非晶合金超塑性擴(kuò)散焊連接的機(jī)理。另外研究了超塑性擴(kuò)散焊接過程對非晶結(jié)構(gòu)的影響。
　　 Zr基非晶合金/Zr基非晶合金連接時(shí)，在較低的溫度、時(shí)間、壓力條件下形不成焊接接頭，增大這些參數(shù)對連續(xù)接頭的形成有利；而變形率與接頭質(zhì)量有更直接更明顯的相互關(guān)系，即只有當(dāng)變形率達(dá)到一定值時(shí)，才能形成可靠的連續(xù)接頭。實(shí)驗(yàn)條件下Zr基非晶合金/Al箔均獲得焊接接頭，A

3、l元素的擴(kuò)散程度高于非晶合金的各元素；當(dāng)變形率達(dá)到某一值時(shí)，溫度較高的試樣的元素?cái)U(kuò)散程度高。綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出Zr基非晶合金/Zr基非晶合金優(yōu)化的焊接參數(shù)為：688K-45min-75MPa條件下增大連接時(shí)間(45min-60min之間)或適當(dāng)提高連接壓力(大于75MPa)來優(yōu)化焊接參數(shù)；也可以在713K-60min-50MPa條件下通過降低連接壓力(50MPa-25MPa之間)或減小連接時(shí)間(60min-30min之間)來優(yōu)化焊接參數(shù)

4、，以便獲得變形率較小的無缺陷焊接接頭。Zr基非晶合金/Al箔焊接時(shí)較為合理的實(shí)驗(yàn)參數(shù)為713K-60min-35MPa，連接界面處原子擴(kuò)散程度較高，變形率相對較低(26％)。
　　 連續(xù)接頭的形成與變形率密切相關(guān)，變形率太小形不成接頭，只有當(dāng)變形率達(dá)到某一數(shù)值時(shí)才能形成接頭。認(rèn)為較大的變形率是從非晶合金表面穩(wěn)定鈍化膜的充分破碎來促進(jìn)高質(zhì)量連接的。元素的擴(kuò)散情況也與試樣的變形率有關(guān)，塑性變形是從界面氧化膜的破碎來促進(jìn)元素?cái)U(kuò)散的，一