Al-Si合金与HR-2钢热等静压扩散连接工艺及界面研究.pdf

四川大学硕士学位论文 、刚性好和良好的抗氧化性和阻氢性能等优点, 合金是良好的钎料合金,因而广泛应用于核能、武器系统、航空和航天等工业。 ,具有强烈的应用背景和现实意义。,,重点分析连接区的成分、组织和性能,探索减少或克服脆性中间相形成, 连接性能好的工艺。结果表明,热等静压技术能实现二者有效连接。、压力、时间和采用不同中间层材料扩散连接后,分别采用成分、组织和性能分析手段,将连接界面区特征作为主要研究对象,探讨工艺参数和工艺过程对连接质量的影响。本文采用的主要分析方法是用拉伸实验考核接头结合强度;用氦质谱仪检测连接界面的气密性;用扫描电镜(SEM)观察拉伸断口的形貌;抛光后样品,用俄歇谱仪(AES) 分析扩散区的成分,用X射线衍射(xRD)分析断口的物相;蚀刻后的样品用金相显微镜和扫描电镜分析连接区的组织。 ,研究了5种不同工艺参数(压力、温度、时间)及工艺过程对基体材料、扩散界面,扩散层厚度、成分,界面结合强度及气密性的影响,确定了直接扩散连接的优化工艺参数。在本文所研究的四川大学硕士学位论文 450~560℃温度范围内,450℃时,Al—Si合金/;505℃时,界面为机械结合;520""560℃时,形成快速扩散通道,界面为有明显扩散层的冶金结合。当直接扩散连接工艺优化参数为T=540。C,P=120MPa,t= 1h时,界面结合紧密,扩散层未形成脆性中间相,,×10 一Pa·m3·s一。但当扩散连接工艺参数为T=555。C,P=131MPa,t=,由于扩散层中形成了FexAlySi:金属间化合物,连接界面和扩散层中均产生了裂纹,,气密性明显下降。 ,、、Cu材料为中间层,在HR-2钢表面分别采用电镀Cu/~ ,"-,磁控溅射(MS口)Ag膜2--一6#m 和等离子体增强离子束溅射沉积(PEIBAD)~#m作为中间层研究了 。其中,以(PEIBAD) 合金/Ag/HR一2钢连接试样的界面最稳定,性能最佳。当间接扩散连接工艺参数为T=520℃,P=132MPa,t=,,。: <lxl0。9pa·m3·S一。试样连接界面形成明显的扩散层,整体双层界面紧密完整, 未形成金属间化合物。采用Ag作中间层,降低了连接温度,缩短了连接时间, 接头性能得到进一步提高。通过研究,,为工程应用打下基础,还从扩散机理,扩散层形成与控制、中间层材料与工艺选择等方面对其有了进一步的认识。关键词:A1一Si合金,,热等静压扩散连接,界面特性,中间相四川大学硕士学位论文 Study on Diffusion Bonding Processes and Interface Characteristic ofAluminum-·silicon Alloy toHR--2 Steelby Hot IsostaticPressing Major:Mechanical Engineering Graduate:Shi Wei Tutors:Li Ning LiuKe·zhao HR—-2 Steel and Aluminum--silicon alloy have widely applied to the nuclear,weapon,space flight andaeroplane industry due toHR-2 Steelpossessing thecharacteristic ofhigh strength ratio,excellent anti—hydrogen and anti—oxygen property and Aluminum—silicon alloy’S exce