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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www.jshcn.cn
更新時間：2015-05-15
針對高純Al-12Si釬料，開展了其高溫力學(xué)性能實驗和顯微組織分析，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，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。但由于鈹材常溫時延伸率低，機械加工性能差，高溫時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)，焊接時焊縫及熱影響區(qū)會形成較大的熱應(yīng)力，同時，鈹晶粒的長大也會使其失去塑性，導(dǎo)致焊接裂紋。有研究報道，要減少鈹焊縫開裂，提高釬焊接頭強度，應(yīng)從兩方面著手：①降低釬料熔點；②降低鋁硅釬料中雜質(zhì)的含量。鑒此，針對高純Al-12Si釬料，開展了其高溫力學(xué)性能實驗和顯微組織分析，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制。
通過室溫與高溫拉伸試驗及焊縫的顯微組織、成分分析，探討了鈹材釬焊裂紋產(chǎn)生的機制。溫度對高純Al-12Si釬料的屈服強度和抗拉強度的影響很大。隨著加熱溫度的提高，其屈服強度和抗拉強度迅速下降，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越細小，即組織越細。而形貌變化對釬料力學(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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