BE-HR-1和Be-中間層-HR-1不銹鋼擴(kuò)散連接的研究.pdf

1、鈹屬稀有金屬，因其具有密度低，比強(qiáng)度和比熱容高以及導(dǎo)熱性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于核能、航空和航天工業(yè)。鈹?shù)娜秉c(diǎn)是延展性差，脆性大，從而給鈹構(gòu)件的設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)不少困難。另外，鈹?shù)幕瘜W(xué)活性高，在高溫下極易氧化，它與許多金屬能生成脆性的金屬間化合物，影響構(gòu)件的性能和使用壽命，因而研究鈹/不銹鋼熱靜壓擴(kuò)散連接工藝、成分、組織、結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)Be/HR-1、Be/Cu/HR-1、Be/Al/HR-1和

2、Be/Ag-Cu/HR-1不銹鋼熱靜壓后成分、組織、結(jié)構(gòu)和性能的研究，得出了以下結(jié)果：
　　 ①Be/HR-1不銹鋼熱靜壓時(shí)，鈹、鐵兩元素只能生成固溶度很小的有限固溶體，故擴(kuò)散形式主要為沿晶界擴(kuò)散，生成的脆性金屬間化合物主要分布在晶界上。
　　 ②Be/Cu/HR-1不銹鋼熱靜壓時(shí)，因銅在鈹中的固溶度較大，在鐵中的固溶度小。故鈹銅之間的擴(kuò)散既有沿晶界擴(kuò)散，也有晶內(nèi)擴(kuò)散；銅在不銹鋼中的擴(kuò)散主要為沿晶界擴(kuò)散。因此，鈹/銅/H

3、R-1不銹鋼熱靜壓時(shí)，出現(xiàn)了明顯的銅往兩側(cè)不對(duì)稱擴(kuò)散現(xiàn)象。
　　 ③Be/Al/HR-1不銹鋼熱靜壓時(shí)，鋁在鐵中固溶度約為20％(原子百分?jǐn)?shù)，下同)，而與鈹基本上不互溶，兩者形成共晶。因此，鋁在鐵中的擴(kuò)散既有沿晶界擴(kuò)散，也有晶內(nèi)擴(kuò)散，而在鈹中的擴(kuò)散主要為沿晶界擴(kuò)散。
　　 ④Be/Ag-Cu/HR-1不銹鋼熱靜壓時(shí)，因銅在鈹中的固溶度較大，銀在鈹中的固溶度小，銅往鈹中擴(kuò)散容易進(jìn)行，導(dǎo)致銀銅合金中的銀銅分離，也導(dǎo)致中間層往

4、兩側(cè)的不對(duì)稱擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生。
　　 ⑤Be/HR-1和Be/中間層/HR-1不銹鋼熱靜壓后得到的都是層狀組織，層狀組織的層面近似垂直于外力方向，層與層之間近似平行。
　　 ⑥Be/HR-1不銹鋼熱靜壓時(shí)，除基材物相α-Be和γ-相之外，還生成鈹鐵、鈹鎳、鈹鉻等金屬間化合物；Be/中間層/HR-1不銹鋼熱靜壓時(shí)，除兩基材元素間形成金屬間化合物外，中間層的合金元素也將與基材的元素形成金屬間化合物。生成的金屬間化合物主要沿晶分布

5、。
　　 ⑦Be/HR-1和Be/中間層/HR-1不銹鋼熱靜壓試樣的失效斷口均為脆性斷口。
　　 ⑧試驗(yàn)連接試樣的抗拉強(qiáng)度從大到小的排列順序?yàn)椋築e/Ag-Cu/HR-1，Be/Cu/HR-1和Be/HR-1不銹鋼。
　　 ⑨選用的中間層材料元素應(yīng)盡可能與基材的元素互相固溶或生成混合物，盡量避免產(chǎn)生脆性的金屬間化合物。
　　 ⑩壓力的作用，不僅僅是使連接界面的接觸面積逐漸擴(kuò)大，它還將使試樣產(chǎn)生動(dòng)態(tài)形變?cè)俳Y(jié)