请输入您的关键字
  • 搜索

    您当前位置: 首页 > 新闻资讯 > 行业动态

    新闻资讯
    铸铝铸钢焊接接头铸件剖析

    类别:行业动态   发布时间:2020-03-18 16:57:50   浏览:

      1铸件试验方法试验所选用的焊件材料尺度分别是:铸钢为100mmX300mm(旋转端)和铸铝100mmX600mm(移动端)。焊接试验在C1250型接连驱动冲突焊机上进行,其主轴电机功率95kW,最大焊接力125kN,主轴电机选用变频调速。选用的焊接工艺参数为:冲突旋转频率620r/min;冲突压力50MPa;冲突时刻Bs;顶锻压力110MPa;顶锻时刻10s;刹车时刻0.2s.焊前试件端面选用纤维砂轮抛光去除氧化物,再用丙酮清洗。

      将金相试样抛光后轻微腐蚀出焊缝,选用日本岛津EPMA-1600电子探针对接头进行分析;将接头在971型低速金刚石圆锯上切割成厚为1mm的薄片,然后在金相砂纸上磨薄至100-200um,再进行双喷电解减薄,在JEM-2010透射电子显微镜上进行形貌调查和尺度分析,并运用IEP100-6498探头分析粒子的成分。用D8ADVANCE X射线衍射仪分析冲击试样断口的物相组成;将腐蚀好的金相试样用HX-1000TM显微硬度计测验硬度,载荷为245N,加载时刻为15s. 2试验结果与分析2.1分散行为分析焊接接头电子探针中左侧为铸钢端,右侧为铸铝端。在冲突焊接热-力效果条件下,异种金属接触外表及外表近区所发生的高温和强烈的塑性变形,在冲突焊接进程中,发作两种材猜中的首要元素的彼此分散现象,铝以界面为起点向对偶层中分散有必定的间隔,两边元素的彼此混合效果进程能够近似以为都发作在冲突焊接接头粘塑性层内,分散区域的构成是以原子分散以及由原子分散引起的微观安排改变进程来完成的。

      在铝向铸钢基体中分散的一起,Fe原子也在向铝基体中分散,一起C原子也会向铝中分散,一起构成分散层因为C原子含量相对于铝和钢的含量较少,分散进程中,接头中Al,Fe元素的浓度随时刻而改变,该分散进程契合FICK第二规律。

      在AB二元合金中,假如考虑A,B两组元之间的彼此效果,在低温时,固相分散首要以短路分散为主,体分散能够忽略;而在高温时,固相分散首要以体分散为主,一起加重了短路分散,致使分散激活能下降,互分散系数显着添加。

      在交界面邻近这种成分的改变首要是因为不同元素具有不同的激活能和不同的原子半径,因而具有不同的分散速度中能够看出Fe原子向铝侧分散间隔大约为3um,而Al原子向钢侧分散间隔为4um,大于3um原子半径远小于Al原子,半径小的原子更容易发作分散,但它们分散间隔相差不大,原因可能是次生冲突面的影响,钢侧温度过高导致钢原子激活能变大,这使得原子分散间隔与原子分散的间隔相差不大2.2金属间化合物及碳化物分析能够看出焊接界面构成了金属间化合物异种金属冲突焊接进程中,合金元素的彼此分散是在冲突界面处构成金属间化合物的一个首要原因冲突开端后,铝侧的原子不断向钢侧分散,在界面构成金属间化合物,而越往钢侧里面分散的Al原子就越少,就可能构成一起,钢侧的原子也会向铝侧分散,在靠界面侧构成金属间化合物,再往铝侧里面,分散过来的原子越来越少。

      跟着冲突时刻的添加,分散区内的铝浓度添加,因为铝沿晶界的分散系数要比晶内的分散系数大得多,因而晶界处Al元素的浓度要比平均浓度高,当晶界上的Al元素浓度到达铝在界面上的饱和浓度时,便构成了Al相的晶核,跟着分散的继续进行,晶核长大,以致于彼此连接,构成接连的相层跟着分散反应区内Al元素的添加,Al相层继续生长,一起,Al相的晶核也开端构成和生长,并彼此连接构成第/个相层最后,各个相层彼此竞争生长从图/中可知冲突界面呈现了碳化物,这与发生次生冲突面有关铸铝与铸钢二者热物理性能差异较大,钢热导率小,焊接时近缝区温度梯度大,有利于构成大的安排改变梯度,铝的热导率大,促使焊接进程中冲突副温度偏态散布,钢侧近缝区温度相对升高,再结晶软化程度加大,性能梯度增大,铸铝"铸钢冲突焊接进程中在钢侧构成次生冲突界面的倾向很大。

      当主轴旋转频率过大时,冲突界面温度偏高,钢侧发作动态再结晶及软化,构成了陡变安排梯度与性能梯度,因为温度偏态散布,钢侧变形区内部的温度大于焊接界面温度,冲突界面将从初始冲突面转移到钢内部,构成次生冲突面,因为焊合区外圆温度最高,温度梯度最大,次生冲突面首先在焊合区外圆部位发生,逐步向内部扩展&主轴旋转频率越高,构成次生冲突面的规模越大,次生冲突面构成后,因为实践冲突界面已由初始冲突面转移到钢侧内部的次生冲突面上,次生冲突面处温度最高,碳溶解度增大,诱导碳在次生冲突面上富集,使该处碳的浓度大于其它区域&焊接冷却进程中,跟着温度下降,碳的溶解度下降,过饱和的碳就会在次生冲突面上以碳化物的方式分出,然后构成沿着次生冲突面散布的碳化物带,因为初始与次生冲突面之间的区域变形程度大,晶粒细化,因而碳化物带实践是在次生冲突面钢一侧构成的&碳化物带构成后,在外力效果下变形时,碳化物与周围基体变形不协调,易沿碳化物带发作断裂,结合强度反而低于原始铝钢界面&因而,在铝侧拉伸断口上光亮圆环部分掩盖一层钢。

      根据以上分析可知,碳化物构成的首要机制是次生冲突面发生后对碳的诱导效果,诱导高温下碳的富集,然后在冷却进程中沿次生冲突面分出,构成碳化物。

      2.3透射电镜分析可知,此区域处于焊缝区,因为此处Fe元素和Al元素原子分数相当,表征此区域既存在晶体,又存在非晶&说明此处发作了再结晶或得到充沛分散,或两者皆有。

      可知,焊缝中存在非晶态,是因为冲突焊接是热D力效果,存在强烈,充沛的彼此啮合,粘结,剪切,在反复的粘结,剪切进程中,利用机械能使一种元素的原子分散进入一种基体中到达合金化的意图跟着冲突进程的延续,合金化程度越来越高因为原子间的互分散,终究构成十分均匀的亚稳态,假如某一成分规模内的金属间化合物的自由能远低于构成非晶的自由能,在该成分以外容易构成非晶相,在该成分规模内容易构成纳米结构的金属间化合物;但因为顶锻力的效果,晶粒尺度的减小和内应力的增大,晶格的稳定性下降最后晶格失稳成为非晶态,纳米晶界消失另一种可能是元素或元素通过多层分散固溶于元素,当分散速度添加到必定程度,来不及构成有序结构,而构成非晶合金或是元素和元素发作反应生成,因为颗粒太小,可构成衍射环接头构成非晶也能够以为是因为冲突焊接界面瞬时呈现一薄熔化层,而后又急速冷却所致2.4显微硬度分析由焊接接头显微硬度曲线可知,接头焊合区(0点方位)两边硬度均略高于基材,铝侧的硬度跟着距焊缝方位的添加,硬度值逐步下降至基材水平,其原因是冲突焊合区金属发作了动态再结晶,由此引起的细晶强化使其硬度高于母材。

      因为Fe元素的分散,使接头铝侧发生必定的固溶强化效果,而且接头的中心区域为细微的动态再结晶安排,边际为少数的动态再结晶安排和径向拉长安排,细晶强化和晶格畸变强化使得接头区域的显微硬度比母材略高。

      钢侧硬度在近缝区略高于母材,但有显着的硬度骤变,骤变方位的硬度远远高于钢基材,这不仅是因为冲突焊进程中元素的分散而促进的铸钢侧的时效强化,还因为在晶间生成金属间化合物或夹杂物,且此化合物硬度较高,然后导致钢侧局部方位的硬度很高。

      3定论(1)大截面铸铝与铸钢间具有良好的冲突焊接性(2)首要元素以界面为起点向对偶面分散,分散层厚度为3-4um,Fe原子分散间隔稍小于Al原子的分散间隔(3)冲突焊接进程中,跟着冲突时刻的添加,分散反应区内铝浓度添加,构成了金属间化合物AlFe.冲突焊接接头呈现了碳化物Fe7C3,碳化物带构成的首要机制是次生冲突面发生后对碳的诱导(4)在焊缝区,既存在晶体,又存在非晶(5)接头焊合区两边硬度均略高于基材,钢侧硬度在近缝区有显着的硬度骤变 .


     

    XML 地图 | Sitemap 地图