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鋁管行情
6061鋁板瞬時(shí)擴(kuò)散鏈接試樣尺寸大約mm長，直徑mm，作為相同尺寸接受體AlMMC被裝在一個(gè)專門準(zhǔn)備夾具中，如圖-所示，在位置控制模式下在KN萬能試驗(yàn)機(jī)（INSTRON-）十字頭以.mm/min速度加載張力，使樣品經(jīng)歷了沿接合界面純剪切應(yīng)力。最大負(fù)荷除以接合面積，目是計(jì)算剪切強(qiáng)度。對(duì)每個(gè)連接條件下測(cè)試三個(gè)試樣，平均值被認(rèn)為是剪切強(qiáng)度（連接強(qiáng)度）。.掃描電子顯微鏡和能譜分析法在SEM（JEOL，JSM-）下觀察檢測(cè)拋光金相試樣結(jié)合界面。用背散射電子圖像模式和二次電子圖像模式研究微觀結(jié)構(gòu)。由EDS點(diǎn)分析法,確定不同相。而且依靠行掃描來研究擴(kuò)散過程。沿一條um長直線垂直到達(dá)接合界面并且保持連接中心線大約在中間，實(shí)施了對(duì)銅濃度變化線掃描。用背散射電子圖像模式和二次電子圖像模式，在SEM下也進(jìn)行了剪切測(cè)試試樣斷裂面研究。用EDS確定呈現(xiàn)在斷裂面上不同相。．結(jié)果和討論.標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)AlMMC微觀結(jié)構(gòu)，如圖所低焊接壓力和更少表面光潔度需求優(yōu)點(diǎn)。然而，TLPD焊接過程完成需要一段很長時(shí)間，主要是因?yàn)槠渲械葴啬屉A段(Natsumeetal.,)。這種技術(shù)商業(yè)應(yīng)用需要有足夠粘結(jié)強(qiáng)度，在了解微觀結(jié)構(gòu)變化和過程動(dòng)力學(xué)后再開發(fā)。雖然已經(jīng)對(duì)不同單相金屬和合金TLPD連接過程進(jìn)行研究調(diào)查，但是對(duì)AlMMCTLPD粘接報(bào)告是有限。在單相鋁系合金TLPD粘接中用不同中間層材料，利用銅中間層已被證明是能夠成功連接常規(guī)鋁合金，并且粘結(jié)強(qiáng)度比得上已被報(bào)道過母體材料(Dray,)。再次，關(guān)于AlMMCTLPD連接出版文獻(xiàn)主要涉及使用不同厚度銅夾層研究連接情況發(fā)展，以達(dá)到足夠連結(jié)強(qiáng)度。用um厚銅夾層，在℃空氣環(huán)境中，研究SiC纖維增強(qiáng)AlMMCTLPD連接，已經(jīng)由Bushby和Scott（），報(bào)道過，較高連接壓力（MPa）是必要，以抑制銅氧化使粘合區(qū)面積最大達(dá)到。另一方面，Shirzadi和Wallach（）在℃，.-.MPa，真空下min連接um厚銅夾層然后進(jìn)行真空等靜壓，用來連接AlMMC所獲得連接強(qiáng)度達(dá)到母材強(qiáng)度。在其他研究調(diào)查中，Huangetal()用混合粉末夾層（Al–Si–SiC–Ti），通過TLPD過程，在真空中，在℃，.MPa，分鐘接合時(shí)間連接–SiCp復(fù)合材料，得到MPa粘結(jié)強(qiáng)度。然而，在氬氣氛圍中，MPa粘結(jié)強(qiáng)度是由本文作者之一(Pal,)為連接擠壓-wtSiCp，用銅粉層在℃，MPa，分鐘接合時(shí)間條件下實(shí)現(xiàn)。在大多數(shù)使用銅夾層TLPD接合這些研究,粘接溫度保持在-℃，這是稍微高于Al-Cu系（℃）共晶溫度及低于AlMMC固相線溫度。然而，不同條件下粘結(jié)使用不同壓力，在空氣環(huán)境TLPD連接，需求非常高應(yīng)力（6061鋁板MPa），為了實(shí)現(xiàn)在粘結(jié)界面金屬與金屬接觸(BushbyandScott,)（高壓引起AlMMC過度塑性變形，這是不理想。因此，常規(guī)TLPD連接是在較低壓力（.–.MPa），是在真空或惰性環(huán)境下進(jìn)行，以達(dá)到足夠粘結(jié)強(qiáng)度而不產(chǎn)生塑性變形。同樣，對(duì)于在真空低壓常規(guī)TLPD連接，具有較低連接時(shí)間（分鐘），結(jié)合界面空隙存在已經(jīng)被ShirzadiandWallach()確定。這些空隙一定程度上降低粘合強(qiáng)度。較低保溫時(shí)間（分鐘）低壓連結(jié)，然后等靜壓，以達(dá)到很高粘結(jié)強(qiáng)度。然而，具有較高接合時(shí)間（比方說，h）低壓TLPD連接尚。此外，它含有一些鐵（.wt）作為雜質(zhì)，）Mg.Si.Cu.Cr.AlRest孔。夾層和拋光搭接面最終在丙酮中漂洗和在剛接合之前由熱空氣鼓風(fēng)干燥。圖-試樣裝載夾具：剪切強(qiáng)度（粘結(jié)強(qiáng)度）測(cè)定鉆孔插入熱者是接合區(qū)域同質(zhì)化沒有任已被化學(xué)分析中光學(xué)發(fā)射光譜儀證實(shí)（UNISPEC：L/）。作為接收AlMMC密度也是由排水法測(cè)定。.連接試樣制備機(jī)械加工擠壓桿，以產(chǎn)生直徑mm和高度mm光盤。其結(jié)果是盤搭接面成為垂直于擠壓方向。并且對(duì)光盤搭接面進(jìn)行拋光，以達(dá)到um光潔度。um厚純銅（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為.）箔被用作中間層，用于連接夾層打一個(gè)直界面并且保持連接中心線大約在中間，實(shí)施了對(duì)銅濃度變化線掃描。用背散射電子圖像模式和二次電子圖像模式，在SEM下也進(jìn)行了剪切測(cè)試試樣斷裂面研究。用EDS確定呈現(xiàn)在斷裂面上是平（缺乏韌窩）。總來說，這些樣品表現(xiàn)出粘結(jié)強(qiáng)度較差。除了這些之外，試樣在低連接時(shí)間（min），高壓力（.MPa）下連接過程，相對(duì)擁有較高連接強(qiáng)度（MPa）。在◦徑為mm表-鋁合金化學(xué)成分（wt何相關(guān)性，以及使用單片系統(tǒng)制作過程動(dòng)力學(xué)沒有比較性。本次研究目是發(fā)展足夠粘結(jié)強(qiáng)度擠壓-wtSiC顆粒復(fù)合，在氬氣氛圍中依靠TLPD過程，關(guān)于過程機(jī)制和微觀評(píng)價(jià)，對(duì)未AlMMC研究。此外，在AlMMCTLPD連接所有這些研究，在粘結(jié)微觀結(jié)構(gòu)和工藝不同階段之間進(jìn)行比較，沒有明確相關(guān)性。另外，連接時(shí)間保持在較低水平（最高h(yuǎn)），與等溫凝固完成或中于不同接合時(shí)間，長達(dá)小時(shí)。．材料和方法.材料標(biāo)準(zhǔn)AlMMC擠壓桿材料組成是合金基質(zhì)和含有wt（.vol）平均尺寸為um增強(qiáng)碳化硅（SiC）微粒，合金（Anon.，）6061鋁板組成成分列于表電偶來監(jiān)測(cè)連接溫度。以速率升/分鐘通入氬氣（.Ar，~ppmO，ppmHO，H為ppm，ppmCO，ppmCO）到接合腔室中，保持惰性氣氛。連接溫度對(duì)這些金相試樣進(jìn)行了接合不同相。．結(jié)果和討論.標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)AlMMC微觀結(jié)構(gòu)，如圖所外，在這些連接條件之下，金相研究觀察到在接合界面SiC粒子偏析（圖（a-c））。因此，該斷裂面（圖）顯示，布置.TLPD連接夾層置于兩個(gè)AlMMC盤拋光接合面之間。然后此組件由膠帶連接，然后插入擴(kuò)散接合單元。在一個(gè)可編程電爐中執(zhí)行連接過程，以保持連接中心線是水平。在每對(duì)圓盤中一個(gè)脆性斷裂特征界面顯微組織定性和定量研究。在'邊緣'和接合界面“中心區(qū)域”測(cè)量接口寬度。連接中心線長mm。連接中心線兩個(gè)邊緣，每個(gè)邊具有.mm長度，度都被認(rèn)為是“邊緣”。其余部分mm長度在中間，被認(rèn)為是“中心區(qū)域件下測(cè)試三個(gè)試樣，平均值被認(rèn)為是剪切強(qiáng)度（連接強(qiáng)度）。.掃描電子顯微鏡和能譜分析法在SEM（JEOL，JSM-）下觀察檢測(cè)拋光金相試樣結(jié)合界面。用背散射電子圖像模式和二次電子圖像�！�。.力學(xué)性能測(cè)試連接圓柱試樣機(jī)械加工到直徑為mm，以消除邊緣效應(yīng)。試樣尺寸大約mm長，直徑mm，作為相同尺寸接受體保持在℃，這是高于Al-Cu系（Anon.，）共晶溫度（℃）和低于基質(zhì)合金（Anon.，）固相線溫度（℃）。將試樣以速率為℃/min加熱到連接溫（℃）。在該溫度下保持種不同時(shí)段（接合時(shí)間），即分鐘，，，和小時(shí)，并在爐內(nèi)部以℃/min速率冷卻至℃，然后將試樣從爐中取出并在空氣中一直冷卻于室溫。分別用兩種不同壓力.MPa和.MPa用于連接。.在一個(gè)專門準(zhǔn)備夾具中，如圖-所示，在位置控制模式下在KN萬能試驗(yàn)機(jī)（INSTRON-）十字頭以.mm/min速度加載張力，使樣品經(jīng)歷了沿接合界面純剪切應(yīng)力。最大負(fù)荷除以接合面積，目是計(jì)算剪切強(qiáng)度。對(duì)每個(gè)連接條式研究微觀結(jié)構(gòu)。由EDS點(diǎn)分析法,確定不同相。而且依靠行掃描來研究擴(kuò)散過程。沿一條um長直線垂直到達(dá)接合C時(shí)，分鐘保溫時(shí)間，并且在MPa壓力下，由本文其中一個(gè)作者(Pal,)使用.mm厚銅粉做中間層，連圖-金相試樣界面附近外圍邊緣二次電子圖像：(a)h,.MPa；(b)h,.MPa；(c)h,.MPaand(d)h,.MPa.接同樣復(fù)合材料，達(dá)到了類似連結(jié)強(qiáng)度（MPa）。這個(gè)試樣斷裂表面含有相對(duì)較小程度氧化（圖（b））。在更高壓力和更低保溫時(shí)間內(nèi)很難出現(xiàn)氧化這種情況。已經(jīng)報(bào)道過較高壓力有助于降低氧化程度，是由于更多液體排出(BushbyandScott,)。然而，在同樣壓力下，分別為小時(shí)和小時(shí)連接時(shí)間試樣，表現(xiàn)出在斷裂面上氧更少存在（圖）。在這些連接情況下，在這種復(fù)合材料斷裂表面(圖(d))表現(xiàn)出類光學(xué)金相用低速金剛石切割器垂直剖開直徑為mm連接圓柱狀樣品，形成接合面.該部分被拋光至um光潔度和用凱勒試劑蝕刻.用光學(xué)顯微鏡與數(shù)碼顯微攝影（ZEISS，Imager.Am）AlMMC被裝似于標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合材料(圖(a))并且所獲得連接強(qiáng)度也有點(diǎn)更加相近（是作為接收復(fù)合材料剪切強(qiáng)度）。更重要值得注意是，當(dāng)依靠TLPD工藝連接AlMMCs時(shí)，ShirzadiandWallach()，使用um厚銅做為中間層，在℃，.-.MPa下，并在真空等靜壓狀態(tài)下保溫時(shí)間分鐘（關(guān)鍵過程），獲得了最高連接強(qiáng)度，即母材強(qiáng)度。因此，在當(dāng)前研究MPaand(d)h,.MPa.連接復(fù)合材料表現(xiàn)出了相似連接強(qiáng)度（對(duì)應(yīng)為MPa和MPa）。在二次電子圖像模式下對(duì)金相試樣掃描電鏡研究，在較高放大倍數(shù)下工脫去般情況下，氧化物和其他脆性相（CuAl，F(xiàn)eAlX）存在降低了連結(jié)強(qiáng)度。（）在隔絕外圍和殘余液體，并伴隨有在連接界面氧化物數(shù)量減少條件下完成等溫凝固氧化過程。而且，較高壓力（.MPa）下，較長保溫時(shí)間(h),通過固態(tài)擴(kuò)散消除在連接界面空隙。結(jié)果，提高了連接強(qiáng)度。（）在◦C，.MPa壓力下，保溫小時(shí)TLPD連有最大化暴露，導(dǎo)致其含有少量氧。小時(shí)連接試樣，在較低壓力（.MPa）下，表現(xiàn)出了最低連接強(qiáng)度（MPa）。總來說，在等溫凝固完成之前，更高連接時(shí)間（液體更多暴露）并且有更低壓力，液體氧，小時(shí)連接時(shí)間（MPa）比小時(shí)連得是在氬氣氛圍中，使。因此，在小時(shí)和小時(shí)連接時(shí)間，mm直徑剪切測(cè)試樣品沒有顯示出在斷裂面上任何有效氧存在。等溫凝固完成前，小時(shí)保溫時(shí)間在環(huán)境中液相。（）而在商用氬氣環(huán)境中連接，瞬時(shí)液態(tài)被氧化。在一用較厚中料被加工成mm直徑。結(jié)果，外圍氧化層被加長連接時(shí)間（h)，才能夠得到。．結(jié)論（）-SiCp復(fù)合材料TLPD連接過程比純鋁發(fā)生更快。等溫凝固階段大約需要小時(shí)接時(shí)間（MPa）表現(xiàn)出更高連接壓力。掃描電鏡研究表明，前者（.MPa，h）在接合界面幾乎是無空隙（圖（d）），而后者（.MPa時(shí)，h）在連接界面含有空隙（圖（c））。因此，在更高壓力（.M中，非常接金相研究中中揭示SiC顆粒在結(jié)合界面偏析可以忽略不計(jì)（圖（d和e））。因此，獲得連接強(qiáng)度是較高。然而，脆性相（CuAl，F(xiàn)eAlX）存在仍然有待觀察（圖）�？倎碚f，這些試樣化程度越大，求優(yōu)點(diǎn)。然而，TLPD焊接過程完成需要一段很長時(shí)間，主要是因?yàn)槠渲械葴啬屉A段(Natsumeetal.,)。這種技術(shù)商業(yè)應(yīng)用需要有足夠粘結(jié)強(qiáng)度，在了解微觀結(jié)構(gòu)變化和過程動(dòng)力學(xué)后再開發(fā)。雖然已經(jīng)對(duì)不同單相金屬和合金TLPD連接過程進(jìn)行研究調(diào)查，但是對(duì)AlMMCTLPD粘接報(bào)告是有限。在單相鋁系合金TLPD粘接中用不同中間層材料，利用銅中間層已被證明是能夠成功連接常規(guī)鋁合金，并且粘結(jié)強(qiáng)度比得上已被報(bào)道過母體材料(Dray,)。再次，關(guān)于AlMMCTLPD連接出版文獻(xiàn)主要涉及使用不同厚度銅夾層研究連接情況發(fā)展，以達(dá)到足夠連結(jié)強(qiáng)度。用um厚銅夾層，在℃空氣環(huán)境中，研究SiC纖維增強(qiáng)AlMMCTLPD連接，已經(jīng)由Bushby和Scott（），報(bào)道過，較高連接壓力（MPa）是必要，以抑制銅氧化使粘合區(qū)面積最大達(dá)到。連接強(qiáng)度就越低。值得注意是，在.MPa壓力下，連接時(shí)間分別為小時(shí)和小時(shí)圖-在結(jié)合界面中心區(qū)金相試樣二次電子圖像區(qū)域（高倍放大率）:(a)h,.MPa；(b)h,.MPa；(c)h,.Pa)下，等溫凝固階段完成，在連接界面通過固態(tài)擴(kuò)散消除空隙，順便提高連接強(qiáng)度。在.MPa壓力下，小時(shí)保溫時(shí)間下連接近于最高連接強(qiáng)度獲，在溫時(shí)間下，在真空等靜壓狀態(tài)下進(jìn)行TLPD過程所獲得連接強(qiáng)度（AlMMC母材強(qiáng)度）。低焊接壓力和更層（um）和較，顯示出在連接復(fù)合材料接合界面有空隙存在（圖（a和b））�？障懂a(chǎn)生原小時(shí)之內(nèi)連形成氧化相。而且，為了進(jìn)行剪切試驗(yàn)，直徑為mm連接復(fù)合材勻化。（）在復(fù)合材料中，富含缺陷微粒/基體和孔洞存在使擴(kuò)散過程更快。除此之外，在施加壓力下液體排出減少了用于凝固剩少表接區(qū)域可以得到均間余液體數(shù)量。其結(jié)果是降低了等溫凝固持續(xù)時(shí)間)(Natsumeetal.,)。另一方面，在.MPa壓力下，對(duì)于復(fù)合材料連接韌窩存在并且伴隨著解理面混合模式失效。在掃描電鏡二次電子圖像模式下，研究分別為小時(shí)和小時(shí)連接時(shí)間金相試樣（由沿軸向長度為直徑mm連接試樣切片制作），在邊緣附近觀察到了氧存在（圖）。因此，似乎在等溫凝固完成后（保溫小時(shí)），固/液界面從兩側(cè)相互靠近并合并在一起，最終剩余液體隨著氧化物被留在邊緣。一。（）在連接界面（偏析區(qū)）和等溫凝固發(fā)現(xiàn)了CuAl相存在。鐵和鋁金屬間化合物（FeAlX）偏析主要是在連接界面接，在商業(yè)氬氣氛圍中產(chǎn)生一個(gè)具有AlMMC母材強(qiáng)度連接強(qiáng)度，這是非常接近于在◦C，.–.MPa壓力下，分鐘保因可能是在等溫凝固階段金屬體積收縮導(dǎo)致。液態(tài)鋁密度(kg/m)低于固態(tài)鋁密度(kg/m但等溫凝固完成后，整個(gè)連接區(qū)域成為固體，沒有因?yàn)樵陂L時(shí)間保溫時(shí)間下通過液相氧化而在接合界面面光潔度需
