块体镁基非晶态合金的制备及在焊接中的应用

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1、江苏大学硕士学位论文摘要利用楔形铜模浇铸法成功制备了M965Cu22Ni3YIo—xNdx(x_O，2，4，5，6，8)镁基合金体系的v字型合金试样；当x=2，4时，Nd的添加可同时有效提高该合金的玻璃形成能力(GFA)和热稳定性；当Nd含量为2at％时，合金具有最高的过冷液相区(达61．5K)及最大的热稳定性；当x=5时，尽管过冷液相温度区间(△Tx=48．5K)最窄，但此时合金具有最强的玻璃形成能力(，r瑁=T—Tl=O．568)和临界厚度(Tmax=3．8m)；随着Nd的进一步增加(x>5)，合金的玻璃形成能力降低。研究发现T—T。的值与玻璃形成能力没有很强

2、的规律性，用Tg／Tl代替T—T。来定义约化玻璃转变温度Tr窑能更好的反映非晶态合金的玻璃形成能力。．以镁合金AM60B为母材、2rm厚的Mgs5Cu22Ni3Ylo板状非晶态合金为中间层，在420℃～540℃下施焊，利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱仪研究了焊接接头的微观形貌和成分分布，结果表明：界面接合良好，未观察到片状夹杂物、气孔及未焊合等缺陷，焊缝区由块状a—Mg相和针状化合物组成，基体中的舢元素通过晶界扩散偏聚到焊缝中，微量的Y元素扩散到基体中Mn、Cu元素有少量的偏聚，Ni元素分布均匀，没有发生偏聚现象。以2衄厚的M96sCu22Ni3YsNd5

3、板状非晶态合金为中间层研究了AZ91D镁合金的TLP扩散连接性能，有效连接的下限温度为400℃；随焊接温度的升高，焊缝宽度逐步减小，焊缝由平直化变为凸凹曲折状，中间层呈树枝状向两侧的基体生长，液相中间层以基体相界为短路通道向母材扩散，液态中间层与母材之间存在着激烈的元素互扩散行为；焊缝区残留层的组织发生了块状(500℃)一短棒状(520℃)一针状(540℃和560℃)的转变过程；焊缝残留中间层中的元素Mg呈下降趋势，元素Al上升，元素Zn含量基本没有变化，其它各元素变化量不大；温度对接头强度影响很大，温度越高，其接头强度越大，在560。C、保温15min时接头强度

4、达到最大值76MPa：保温时间对焊缝组织的影响与温度的影响相同，合适的保温时间是形成高性能接头的重要因素；当温度为520℃时，保持保温时间不变的条件下增加压力，接头力学性能有显著的提高，在较高温度下提高焊接预压力对力学性能的影响不大。关键词：Nd；M965Cu22Ni3Yio非晶态合金；非晶形成能力；热稳定性；相界扩散；TLP扩散连接；江苏大学硕士学位论文ABSTRACTMgesCu22Ni3Yto—xNdxbulkamorphousalloys谢mx=0,2。456，and8werepreparedbycastingdirectlyintoawedge—shap

5、edcoppermoldmethod．TheglassformingabilityandthermalstabilityofthealloyswereanalyzedbyX·raydiffraction(XRD)anddifferentialscanningcalorimeter①sc)analysisrespectively．ItwasshownthatNdadditioncouldeffectivelyenhancethethermalstabilityandgiass—formingability(GFA)ofthealloyswhenx=2．4．Thebu

6、lkamorphousalloywiththelargestthermalstabilityexhibitedmaximumsupercooledliquidregion△，rxas6t．5Kwhenx--2．ThoughthesupercooledHquidregionwasthenarrowast(△Tx=48．5K)whenx=5，thealloyhadgreatestglassformingability(Tr92Tg／TI=O．568)andmaximumthickness(Tmax=3．8mm)forBMGformation．Withtheincrea

7、seofNdcontent(x>5)，theGFAoftheamorphousalloydecreased．’AweldingexperimentWasperformedusingMg--basedalloysAM60BasbasemetalandbulkM965Cu22Ni3YIoamorphousalloy勰interlayerbetween420"Cand540‘C．Micromorphologyandelementsdistributionofthebrazedjointswereanalyzedthroughmetallographicmicroscop

8、y，SEM