鋯基塊體非晶態(tài)合金的攪拌摩擦焊連接工藝及機理研究.pdf

1、以X—射線衍射（XRD）、差示掃描量熱分析（DSC）、掃描電鏡（SEM）等為主要研究手段，以Zr44Ti11Ni10Cu10Be25非晶合金為對象，利用非晶合金在過冷液相區(qū)具有超塑性這一特性，基于攪拌摩擦焊的原理，運用正交試驗法，本文進(jìn)行了非晶合金攪拌摩擦焊接的試驗。 大塊非晶合金Zr44Ti11Ni10Cu10Be25在玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下塑性變形能力很差，當(dāng)摩擦升溫到過冷液相區(qū)溫度時具有超塑性的特點。設(shè)計四個攪拌頭進(jìn)行試驗。試驗

2、中發(fā)現(xiàn)：小的摩擦頭直徑有利用焊縫成型，大的軸肩直徑更有利于金屬塑性流動。選定攪拌針為圓柱形，摩擦頭直徑為2mm，長度1．7mm，軸肩直徑為12mm。工藝參數(shù)為摩擦頭旋轉(zhuǎn)速度600rpm、焊接速度30mm/min、壓入量0．10mm時，成功實現(xiàn)大塊非晶合金Zr44Ti11Ni10Cu10Be25的焊接。工藝參數(shù)為擦頭旋轉(zhuǎn)速度600rpm、焊接速度40mm/min、壓入量0．10mm時，成功實現(xiàn)大塊非晶合金Zr44Ti11Ni10Cu10B

3、e25與紫銅的焊接。 通過正交試驗數(shù)據(jù)分析得出在攪拌摩擦焊接過程中因素的主次順序為：摩擦頭直徑→旋轉(zhuǎn)速度→軸肩直徑→壓入量→焊接速度。接頭焊縫區(qū)的材料塑性流動狀態(tài)明顯；橫截面經(jīng)過拋光，腐蝕后的金相照片顯示在焊縫區(qū)沒有可見的缺陷、裂紋或氣孔存在，說明接頭處的結(jié)合較為成功。試驗焊縫區(qū)的X射線衍射結(jié)果顯示：在焊接過程中非晶合金仍保持為非晶態(tài)，在焊接過程中沒有出現(xiàn)非晶合金的晶化現(xiàn)象；掃描電子顯微鏡（SEM）結(jié)果也沒有發(fā)現(xiàn)可能因塑性變形產(chǎn)