表面自納米化不銹鋼與高強(qiáng)鋁合金擴(kuò)散連接研究.pdf

1、不銹鋼與鋁合金在擴(kuò)散連接過程中，由于物理、化學(xué)性能差異較大而使兩者的有效連接很難實(shí)現(xiàn)，同時連接過程中生成的Fe-Al金屬間化合物嚴(yán)重惡化接頭的力學(xué)性能。因此，本論文采用在擴(kuò)散連接前對不銹鋼和鋁合金進(jìn)行表面自納米化處理的方式，通過細(xì)化材料表面晶粒來達(dá)到改善接頭綜合性能的目的。
　　本論文分別對304不銹鋼和7A04鋁合金進(jìn)行表面機(jī)械研磨(Surfacemechanical attrition technology, SMAT)和超音

2、速微粒轟擊(Supersonic fine particlesbombarding，SFPB)處理，采用多種試驗(yàn)方法對表面層組織進(jìn)行表征分析，研究結(jié)果表明分別在不銹鋼和鋁合金表面制備出一定厚度的納米晶組織。為了確定所制備納米晶組織的熱穩(wěn)定性溫度，以制定表面自納米化304不銹鋼與7A04鋁合金擴(kuò)散連接工藝，分別對表面自納米化304不銹鋼和7A04鋁合金的納米組織進(jìn)行不同溫度的等溫退火，并采用金相顯微鏡、X-射線衍射(XRD)、顯微硬度儀研

3、究兩種金屬表層納米晶組織。最后通過掃描電鏡、顯微硬度、剪切強(qiáng)度和X-射線衍射分析接頭的組織和性能。
　　研究結(jié)果表明，經(jīng)過表面自納米化處理后，在304不銹鋼和固溶時效態(tài)7A04鋁合金表面分別制備出了厚度為100μm和20μm的納米晶組織，不銹鋼的晶粒細(xì)化機(jī)制為機(jī)械孿晶、位錯運(yùn)動和應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變的共同作用，而鋁合金的細(xì)化機(jī)制則是位錯運(yùn)動的結(jié)果。表面自納米化處理在細(xì)化晶粒的同時還使材料中的晶界數(shù)量和缺陷密度劇烈增加，這將有利于改善

4、擴(kuò)散連接接頭性能。
　　對兩種金屬表面納米晶組織熱穩(wěn)定性分析研究表明，304不銹鋼納米晶組織在不高于600℃時具有良好的熱穩(wěn)定性，而7A04鋁合金納米晶組織在不高于500℃時具有一定熱穩(wěn)定性。
　　將表面自納米化不銹鋼和鋁合金分別在400℃、425℃、450℃、475℃和500℃的溫度下保溫0.5h-4h，連接壓力設(shè)定為6MPa，真空度在1Pa左右，進(jìn)行真空擴(kuò)散連接試驗(yàn)，對連接后的試樣進(jìn)行剪切強(qiáng)度的測試，450℃溫度連接2h