CMT條件下鎂分別在鋼板、鈦板和銅板上潤(rùn)濕性的研究.pdf

1、近年來鎂及其合金由于具有低密度、高阻尼減震性以及易回收利用等優(yōu)點(diǎn)而在汽車、航空航天、攝影器材等行業(yè)備受青睞。將鎂和鋼(尤其是鍍鋅鋼)連接能夠使汽車車身輕量化，從而達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的要求。同樣作為輕質(zhì)量的鈦及其合金與鎂結(jié)合不但充分發(fā)揮了兩者各自的優(yōu)勢(shì)也彌補(bǔ)了各自的不足。鎂-銅異種金屬結(jié)構(gòu)不僅能降低材料成本，節(jié)約材料，還能減輕結(jié)構(gòu)件重量。文章通過研究鎂與鋼、鈦、銅的潤(rùn)濕行為及界面結(jié)構(gòu)，對(duì)其異種金屬焊接接頭的性能改善提供了一定的理論依據(jù)。

2、>　　本課題主要研究了冷金屬過渡條件下，AZ61鎂合金在不同基板(Q235鋼、鍍鋅鋼、TA2純鈦及T2純銅)表面的潤(rùn)濕行為和界面結(jié)構(gòu)，并分別得出了鎂/鋼、鎂/鈦及鎂/銅冷金屬過渡連接的最佳工藝參數(shù)，同時(shí)探索了潤(rùn)濕過程中界面熱輸入與最終潤(rùn)濕性的關(guān)系。結(jié)果表明：在鎂-鋼潤(rùn)濕過程中，當(dāng)送絲速度在(3.5-9.5m/min)范圍內(nèi)變化時(shí)，鍍鋅層不但不能改善鎂/鋼潤(rùn)濕性反而導(dǎo)致熔滴過渡不穩(wěn)定造成飛濺；只有當(dāng)送絲速度大于10.5m/min時(shí)，鎂/鍍

3、鋅鋼的最終潤(rùn)濕性才會(huì)好于鎂/裸鋼；無論是鎂/裸鋼還是鎂/鍍鋅鋼連接都會(huì)在其界面形成鋁的富集層，即鎂中的鋁與鋼中的鐵反應(yīng)形成Al-Fe金屬間化合物，該金屬間化合物對(duì)鎂/鋼的連接起重要作用。而對(duì)鎂/鍍鋅鋼來說，由于金屬鋁和鋼的親和力大于鋅和鋼的親和力，故鋁更容易吸附于鎂/鐵界面，鋅被排擠到兩側(cè)并富集于三相線，而殘留于中間界面的鋅與鎂發(fā)生反應(yīng)形成Mg-Zn共晶層出現(xiàn)在Al-Fe金屬間化合物的上方。另外也探究了在裸鋼表面分別添加厚度為0.1mm

4、的合金粉末后對(duì)鎂-鋼潤(rùn)濕性的影響。結(jié)果表明：添加硅粉后鎂/鋼界面生成 Mg2Si金屬間化合物但其對(duì)潤(rùn)濕性無明顯影響；添加銅粉后，界面生成鎂-銅金屬間化合物并促進(jìn)了鎂鋼的潤(rùn)濕；添加鎳粉的潤(rùn)濕性雖然變好，但界面結(jié)合非常差；添加鋅粉時(shí)由于鋅蒸發(fā)過程并沒有產(chǎn)生去除鋼板氧化膜的作用從而阻礙了鎂/鋼的潤(rùn)濕。在鎂/鈦潤(rùn)濕中，采用大于2.5m/min的送絲速度均能滿足潤(rùn)濕性的要求。由于鎂與鈦不發(fā)生反應(yīng)，兩者的連接是靠鎂中的鋁與鈦反應(yīng)生成Ti3Al金屬間

5、化合物實(shí)現(xiàn)的，其中鋁在鎂-鈦界面上的富集符合熱力學(xué)形成的條件。隨著送絲速度在2.5-9.5m/min范圍內(nèi)增加潤(rùn)濕性變好，主要可歸結(jié)為隨著送絲速度的增加界面熱輸入增大，界面反應(yīng)更加充分。鈦板表面的氧化膜通過界面上析出的Al-Ti金屬間化合物而被破除，進(jìn)而使體系本征較好的潤(rùn)濕性變得更加明顯。鎂-銅釬焊界面生成兩層金屬間化合物：Ⅰ層(Mg17Al12和Mg2Cu的共晶相)，Ⅱ?qū)?Mg2Cu和MgCu2金屬間化合物)，其中白色塊狀的MgCu2