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高纯铝硅Al-12Si钎料的高温力学性能和显微组织特征
发布人:上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间:2015-05-15
针对高纯Al-12Si钎料,开展了其高温力学性能实验和显微组织分析,以及铍材钎焊接头的成分分析,探讨了铍钎焊焊缝缺陷形成机制。
铍具有低密度、高弹性模量、热膨胀系数小、比热容大、热传导系数大及较小的中子截面等优点,作为结构材料在航空航天等领域具有广泛的应用前景。但由于铍材常温时延伸率低,机械加工性能差,高温时易氧化以及铍晶粒受热发生粗化等,导致铍材连接技术成为目前公认的难题。为此,国内外曾开展了大量的铍材焊接工艺研究,但由于铍材具有较高的比热和传热系数,焊接时焊缝及热影响区会形成较大的热应力,同时,铍晶粒的长大也会使其失去塑性,导致焊接裂纹。有研究报道,要减少铍焊缝开裂,提高钎焊接头强度,应从两方面着手:①降低钎料熔点;②降低铝硅钎料中杂质的含量。鉴此,针对高纯Al-12Si钎料,开展了其高温力学性能实验和显微组织分析,以及铍材钎焊接头的成分分析,探讨了铍钎焊焊缝缺陷形成机制。
通过室温与高温拉伸试验及焊缝的显微组织、成分分析,探讨了铍材钎焊裂纹产生的机制。温度对高纯Al-12Si钎料的屈服强度和抗拉强度的影响很大。随着加热温度的提高,其屈服强度和抗拉强度迅速下降,而伸长率迅速上升。冷却速率通过改变凝固的枝状晶前沿液相的溶质浓度分布梯度,进而影响共晶组织的形核、长大;冷却速率越大,共晶β-Si相的间距越小,共晶β-Si越细小,即组织越细。而形貌变化对钎料力学性能有较大的影响。在热影响区及焊缝内观察到裂纹等缺陷,通过能谱对裂纹部位的成分分析表明,C、O、Ca等杂质元素在裂纹区域含量偏高,尤其是BeO在晶界的偏析严重,这些脆性相在晶界处聚集,导致局部区域塑性降低。
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