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《碳化硅颗粒增强铝基复合材料的钎焊工艺与机理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要碳化硅颗粒增强铝基复合材料具有的高比强度、比模量、耐磨、耐高温、耐腐蚀、良好的热稳定性等优点，使其在航空航天、汽车、电子和医学等领域具有广泛的应用前景，成为当今金属基复合材料发展与研究的主流。然而，由于铝基复合材料的特殊组织结构导致其焊接性很差，难以形成高强度的焊接接头，成为该类材料走向实用化的严重障碍，因此，系统研究铝基复合材料的焊接性已是迫在眉睫。相对于其它焊接方法来说，钎焊具有加热温度低，对母材中增强相的影响小，而且焊接变形小，操作简单等特点。基于此，本文以碳化硅颗粒增强铝基复合材料SiCp/101Al为研究对象，分别采用氩气保护炉中钎焊和真空钎
2、焊方法进行工艺试验，较深入地分析了铝基复合材料钎焊接头的形成过程，研究了铝基复合材料钎焊接头的显微结构特点、力学性能及断裂特征和连接工艺对接头组织与力学性能的影响规律。研究结果表明：通过选择合理的钎料、钎剂组合以及采用合适的钎焊工艺参数，可以获得质量良好的钎焊接头。对于两种钎焊方法来说，钎焊接头的剪切强度和显微硬度都是随钎焊温度的升高而升高，但当达到一定值以后，又随着钎焊温度的升高而降低。接头显微组织分析可知，钎焊过程中钎料熔化，熔态钎料对母材进行润湿、铺展并与母材之间合金元素发生互扩散，发生共晶反应。钎料中的Si、Cu等合金元素扩散到母材基体中，并于与基体中的Al通过共晶方式结合。
3、由于Si具有与SiC相似的晶体结构，钎缝界面上的Si以SiC作为异质形核基底而形核长大，这样Si相在SiC与Al相之间起到了一种过渡连接作用，有利于提高钎缝界面之间的结合质量。另外，从钎缝区的XRD图中发现含有Al-Cu、Al-Si共晶组织相，并且实际检测到了SiC相的存在；对钎缝区的透射电镜观察，进一步证实钎缝中存在SiC相，说明有部分SiC增强相过渡到了钎缝之中，可在一定程度上提高钎缝接头的力学性能。钎焊接头的断口扫描观察显示，接头大部分都呈韧性断裂，而且大多数接头均断于母材部位，表明获得钎焊接头的剪切强度相对较高。综上可知，采用氩气保护炉中钎焊和真空钎焊工艺连焊SiCp/101
4、Al复合材料是可行的。关键词：铝基复合材料，钎焊，力学性能，断口扫描，TEM分析I碳化硅颗粒增强铝基复合材料的钎焊工艺与机理研究ABSTRACTParticulatereinforcedaluminummetalmatrixcomposites,whichexhibithighspecificstrength,specificstiffness,higherwearability,dimensionalthermalstability,havewideapplicationprospectsinaerospace,aviationstructure,electron,medicine
5、,andthusrepresentthemainstreamofcontemporaryresearchanddevelopmentofmetalmatrixcomposites.However,thespecialmicrostructureofaluminummatrixcomposites,whichleadtothepoorweldabilityandthedifficultyinobtaininghighstrengthweldedjoint,severelyhindertheapplicationofthecomposites.Comparedwithotherweldi
6、ngtechnique,brazinghasmanyadvantagesinjoiningAl-MMCs.SointhispaperthebrazingmechanismofSiCp/101Alcompositeswassystematicallyinvestigatedbyusingargonprotectfurnacebrazingandvacuumbrazing.Effectsofparameters(temperature,holdingtime,pressure)ofbrazingofAl-MMCsonthejointshearstrengthhavebeenstudied
7、.Themicrostructure,composition,phaseofjointregion,andthemicrostructureandcompositionoffracturehavebeenanalyzedusingtheequipmentofopticalmicroscope,SEM,XRD,TEM.Thispaperputforwardthatthejointstrengthincreasedwiththegrowingofthebraz
