電場對AZ31B-Cu連接界面反應(yīng)和擴(kuò)散溶解層結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、鎂合金具有高的比強(qiáng)度、高的比模量、優(yōu)良的阻尼減振和加工性能等優(yōu)點(diǎn)，是目前被廣泛使用最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料；銅及銅合金具有良好的塑性，冷、熱加工性能及優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性。目前對鎂-銅異種材料擴(kuò)散連接的研究已成為研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。近年來關(guān)于外加電場在固相擴(kuò)散過程中的激活作用的研究，為鎂-銅擴(kuò)散連接機(jī)理的研究提供了新的方法。
　　 在對銅鎂擴(kuò)散偶施加電場后，很快在界面上就形成了擴(kuò)散溶解層。采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線能

2、譜與X射線衍射儀等分析方法，研究了電場對AZ31B/Cu連接界面擴(kuò)散反應(yīng)和擴(kuò)散溶解層生長過程及其結(jié)構(gòu)的影響。對溶解擴(kuò)散層的顯微組織、相組成和界面元素分布進(jìn)行了分析。利用顯微硬度計(jì)及剪切試驗(yàn)對擴(kuò)散溶解層的顯微硬度和抗剪切性能進(jìn)行了測試。
　　 在壓力30MPa，溫度為450℃、475℃、500℃，保溫時(shí)間為5～60min的條件下，應(yīng)用FADB進(jìn)行了AZ31B/Cu之間的連接試驗(yàn)。分析結(jié)果表明，在450℃時(shí)，擴(kuò)散界面平整，為固相擴(kuò)散

3、，并且隨著保溫時(shí)間的延長，擴(kuò)散層寬度逐漸增大；在475℃時(shí)，由于基體受熱軟化，擴(kuò)散界面呈現(xiàn)彎曲狀；在500℃時(shí)，隨著擴(kuò)散時(shí)間的延長，緊鄰Mg2Cu靠近鎂合金的一側(cè)出現(xiàn)了共晶組織，最終共晶組織會布滿整個界面。相對于傳統(tǒng)的熱擴(kuò)散，在溫度相同下施加電場降低了金屬元素的擴(kuò)散激活能并且提高了擴(kuò)散系數(shù)，隨電場強(qiáng)度的增加，Mg、Al元素的擴(kuò)散系數(shù)增大，擴(kuò)散激活能下降。在溫度450℃，時(shí)間30min，電流密度為35Acm-2時(shí)，過渡層寬度為101μm，