基于加入铝间

主题

介绍

熔焊

钨极惰性气体焊

固态焊接

粘合剂

结论

介绍

组件设计面临着一些艰难的决定使用金属基复合材料时(间),由于相对较低的数据量可以加入这些材料的过程,特别是非常稀疏的关节的性能数据。欧洲杯足球竞彩尽管激烈的努力高性能复合材料的发展,相对较少的工作已经指向加入的材料。欧洲杯足球竞彩能够使经济和可靠的关节在这些材料将在他们的商业优势,如果没有这种能力,间质将限制较少的应用程序。欧洲杯足球竞彩

假设一个特定的力量是必需的,通常有各种各样的间质。目前,可用数据不包括关节的属性在所有材料,加入了所有进程,对于大多数组合,有很少或没有信息。欧洲杯足球竞彩尽管一些过程似乎工作得很好有很多间(e。g摩擦焊接),有相当多的证据表明,这可能不是其他进程。有很多方法可以加入间,比其他人更成功一些,表1。三个过程将在本文中加以解决;钨极惰性气体保护焊(TIG),摩擦焊接和粘合剂。

表1。相对评级流程结合MMC的使用。

* = + =金属惰性气体焊接、磁推动弧对接焊

熔焊

一般来说,弧融合过程是经济的和灵活的。他们都建立了加入传统的铝合金,但是有特定问题时必须考虑加入铝间。间质液粘性,因此与传统填料混合合金是很困难的。凝固过程中,在某些情况下,凝固界面将拒绝加强粒子引起钢筋和无钢筋焊接区域。欧洲杯猜球平台粒子聚集的程度也是一个函数的粒子大小、冷却速率和引力效应和粒子/矩阵组合。最后需要考虑的是铝/碳化硅的反应之间的间质矩阵和碳化硅增强铝粒子:欧洲杯猜球平台

3原文如此_(年代)+ 4阿尔_(我)- - >艾尔₄C_3(年代)+ 3如果_(年代)

这个反应是不可逆的,铝硬质合金(Al4C3)板块的微观结构形式。板的存在有两个有害的影响。首先,材料变得极其脆弱,其次它变得很容易腐蚀的水,导致乙炔气体的释放。在极端的情况下,这导致的总崩溃焊接在几天内。高温Al4C3是加速的形成,和更频繁的报道力量梁焊接,在高能量密度会导致较高的池温度。可以使用权力梁过程,但保健需要焊接参数的选择,和经验表明,矩阵组合也是一个重要的变量决定Al4C3形成的风险。

钨极惰性气体焊

TIG过程广泛用于焊接无钢筋铝合金,虽然不是最快的过程,它是灵活的,在沉积速率和热输入可以很大程度上独立当填料使用,这个过程可以自动化。仔细研究过程的双胞胎,使用3.1毫米厚2080 / SiC、厚2毫米7475 / SiC合金。焊接进行了自体和使用添加填充焊丝。融化在合金都是乌黑的表面特征,也是粗糙纹理比预计将无钢筋铝合金。尽管视觉外观,质量的存款,从宏观断面,很好。没有证据表明开裂,气孔、未熔合或大规模的种族隔离被发现。一层薄薄的particulate-free材料自由表面明显,这表明乌黑的存款是碳化硅分解的结果。

熔池的操作非常困难,由于高粘度熔融MMC。检查自融化材料的光学显微镜显示没有证据的形成Al4C3针。

进一步的检查进行评估更详细的微观结构。特别关注调查可能的碳化硅和熔融铝矩阵之间的反应。一个典型的背散射电子图像,在扫描电子显微镜(SEM)自2080年焊接/碳化硅材料,表明,凝固结构粒子分布密切相关。没有证据表明粒子作为成核的网站,但很明显,枝晶间相,富含铜和镁,经常是毗邻SiC颗粒欧洲杯猜球平台。阶段的分布强烈表明,碳化硅颗粒被凝固界面,最后材料固化包围。欧洲杯猜球平台2080年自焊/ SiC,又没有证据Al4C3的形成。

硬度测试表明显著下降,硬度2080 / SiC的熔融区,从160年到170年在母体材料高压140 - 145高压熔融区。7475 / SiC合金显示没有下降,180 - 190高压值被观察到在关节。大量的焊接是在2080 / SiC MMC。为了克服高熔体粘度的问题在气焊,4047填充被选中,是因为它的流动性很高。然而,很明显从初步试验,熔4047(铝)填料不会轻易与混合熔融MMC。最好的结果使用参数的最小化稀释,例子是图1所示。很明显,需要一些支持池下,为了防止下垂,和背部屏蔽也是必要的。在许多方面,操作更接近比焊接、钎焊即使MMC熔融在加入操作。

光学显微镜再次显示,没有证据表明Al4C3形成,但很明显,一些混合填料和MMC发生接近边界的填料和熔融MMC。考试组织的扫描电镜显示的形成铝硅共晶熔化填充金属,包围,这共晶碳化硅颗粒填料/ MMC边界附近。欧洲杯猜球平台铝硅共晶能找到的痕迹从粒子/不粒子边界2毫米,但没有任何证据表明显著强化再分配。在更高的放大得到的扫描电镜,没有₄C₃观察,但这也许是意料之中,有两个原因。首先,焊接热循环气焊是没有什么不同,没有Al4C3成立。其次,一个产品是纯硅的反应。有大量的纯硅在铝硅共晶焊接,这将减少反应的驱动力。这种效果是利用Al-SiC铸造的产品。

正如预期的那样,硬度在4047年的一个区域是远低于7475 / SiC,虽然它显示解决方案治疗后显著增加和老龄化。母质值160高压,焊缝金属硬度是90高压焊接,增加到150 T6热处理后高压。

固态焊接

有相当经验的固相焊接铝(摩擦焊接和扩散连接),和许多研究已经由这些过程间的反应。摩擦焊接适用于加入间,没有粘性焊缝池中的出现的问题,并且没有粒子/矩阵反应预计。

45毫米直径杆的焊接2618 / SiC MMC进行使用旋转摩擦焊接。几乎没有焊接工艺参数上的依赖,和典型焊缝的宏观断面从一个如图2所示。这表明很明显塑性变形的程度在债券线和焊接闪光的形成。在铝合金的情况通常是这样,flash分离在焊线焊接外。更详细的检查组织接近债券线显示,没有证据表明裂缝,缺乏结合,氧化膜或其他缺陷。然而,个人SiC颗粒接近债券线已经给出一个更好的分欧洲杯猜球平台散。详细检查粘结层微观结构的扫描电镜显示,没有证据表明任何碳化硅和矩阵之间的反应。

在焊接状态情况下,最小硬度值约120高压出现约5毫米的焊缝,尽管母材硬度(160高压)几乎是在债券行恢复。老龄化治疗后,很少变化,表明该结构可能是超龄的焊接过程。然而,一个完整的解决方案完全康复治疗和时效热处理导致母材硬度、联合与无显著变化。

粘合剂

粘合剂是一种迅速发展的技术,显著改善了不断的强度和耐久性胶粘剂债券,这种债券和服务范围的环境中可以被扩展。现在可以广泛的胶粘剂类型,适用于铝合金,但在这个工作给那些类型偏好与潜在温度较高的服务。这种技术的一个主要优势是债券可以在环境温度与固化温度低于200°C,从而最小化热损伤铝矩阵。

潜在的粘合剂的铝间是通过工作进行2毫米铝锂合金(8090)表。是建立这样的合金可以非常活跃,预处理,一些推广最有效的结合是必要的。初步试验研究了使用钢化丙烯酸和一部分热固化环氧胶粘剂。

钢化丙烯酸试验,三种表面预处理:脱脂trichlorothane,与600沙砾砂纸和脱脂磨损,磨损的粘合剂。热固化环氧一部分轨迹,使用相同的表面处理,除了采用更合适的粘合剂。在这种情况下,磨损发生在样品沉浸在粘合剂,因此没有使用脱脂。

试验也用这样的方式进行结构性丁腈酚醛胶膜,底漆,和结构改性环氧胶膜,连同相同的引物。标本用粘合剂都腌1小时在177°C, 310 kN.m的下压力²。所有关节都是带之间的单搭接接头的材料100年25毫米,允许15毫米重叠在联合(ASTM D - 1002 - 72)。常数胶厚度0.25毫米被垫片的使用,维护和适度的压力在养护期间被应用。

搭接剪切测试的结果在债券由钢化热固化环氧丙烯酸和两个部分被发现是非常敏感的,表面采用最好的结果在使用粘合剂。17米的价值观。N m²27 MN.m²平均断裂应力得到钢化分别丙烯酸和环氧树脂粘合关节。使用氮化酚醛树脂和环氧树脂薄膜粘合剂、合适的引物,对平均断裂应力值2和21 MN m - 2。尽管结果非常变量,认为很可能如果表面预处理优化显著改善。所有的失败都是有凝聚力,即裂缝是完全包含在胶粘剂层。

虽然强度相对较高债券是通过使用粘合剂,这些高优势不一定等同于高耐久性。这些关节的长期稳定性和性能仍不清楚。

结论

在双胞胎和其他实验室工作表明颗粒增强铝间可以加入各种各样的流程,尽管许多良好的常规流程加入无钢筋铝合金加入间时都面临着新的挑战。对于未来,更好的理解SiC / Al反应是必需的,成分和过程的影响。质量保证(QA)和无损检测(NDT)关节的这些材料也需要解决的问题。欧洲杯足球竞彩有足够的数据环境绩效的关节,和这些信息之前必须提供设计师能感觉到舒适与MMC合金,并开始利用更充分,这些材料的潜力。欧洲杯足球竞彩

第一作者:gotto第一M.B.D. Ellis和P.D. Threadgill

材料来源:世界,欧洲杯足球竞彩卷。2 8号,页415 - 1994年8月17日。

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