Ti-6Al-4V-Al-12Si界面金屬間化合物生長規(guī)律及轉變機制研究.pdf

1、鈦合金和鋁合金的焊接過程中，在 Ti合金/Al合金界面處極易生成各種脆性的金屬間化合物，制約著接頭的結合性能。本文以Ti-6Al-4V鈦合金為母材，選用Al-12Si作為釬料，主要研究了在Ti合金熱浸Al-12Si釬料的過程中Ti合金/Al-12Si固液界面之間發(fā)生的反應，以及溫度、保溫時間、冷卻條件及施加超聲波振動對Ti合金/Al-12Si界面結構的影響規(guī)律，闡明了金屬間化合物的生長規(guī)律及轉變機理。
　　通過SEM觀察、結合ED

2、S和TEM分析，確定了Ti合金/Al-12Si界面層的物相組成。700℃Ti合金熱浸Al-12Si時，界面處只生成了一種金屬間化合物，顆粒狀的Ti7Al5Si12，堆積在鋁合金基體中。延長保溫時間、降低冷卻速度以及添加較長時間超聲波時，都可以使界面層的厚度增加。界面層的硬度為~12.7GPa，彈性模量為~226.8GPa。
　　800℃Ti合金熱浸Al-12Si時，界面層由三種金屬間化合物組成，靠近鈦合金基體的連續(xù)薄層 TiSi，

3、在 TiSi層和鋁合金釬料之間分布的塊狀的TiAl3，在TiAl3中穿插分布的條狀的Ti7Al5Si12，在TiAl3中，Si元素以固溶的形式存在，固溶度一般為14at.％-15at.%。緩慢冷卻過程時，界面處條狀的Ti7Al5Si12的數(shù)量增多。界面層的硬度為~9.2GPa，彈性模量為~193.7GPa。較長時間添加超聲波時，界面層的厚度均明顯增加，超聲作用加速了Ti合金/Al-12Si的界面反應。
　　通過金屬間化合物的演變試

4、驗，可以確定Ti合金/Al-12Si界面處金屬間化合物的生長及轉變機制。Si元素的分布對界面反應具有重要影響，在700℃保溫過程中，Si元素向界面處擴散，在Ti合金/Al-12Si界面處 Ti原子、Al原子和Si原子發(fā)生反應生成金屬間化合物 Ti7Al5Si12，在溫度升高的過程中，Ti7Al5Si12會發(fā)生分解反應，產物之一為TiAl3，Si元素以固溶的形式分布在TiAl3中，當溫度足夠高時，界面處的Ti原子、Al原子也會直接反應生成