半固态Zn-Al合金压缩变形与去膜行为分析

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文以半固态Zn-Al合金为研究对象，研究了在不同等温压缩条件下半固态Zn-Al合金的流变性能以及晶粒变形行为，得出试样中各区域固相晶粒在不同压缩条件下的变形趋势，再结合半固态合金的流变性能理论，分析在压缩过程中固相晶粒对界面的相互作用，以及半固态振动钎焊条件下母材表面氧化膜被破坏的物理过程。通过对半固态Zn-Al合金在不同厚度(6mm、3mm和1mm)以及不同应变-1-1-1速率(1s、0.1s和0.01s)条件下的压缩流变性能以及各区域固相晶粒变形行为进行对比，得出：当压缩应变速

2、率相同时，随着试样厚度的减小，界面上中心处不变形区减小，边缘发生塑性变形的区域增加，并且在试样整个截面上塑性变形区所占的比例大大增加；当试样厚度相同时，随着应变速率的增加，塑性变形区在界面上以及整个截面上所占的位置以及大小不变，只是在变形区内晶粒的塑变程度降低，而滑移程度增加。从压缩后界面上各区域晶粒的变形可以看出，界面上中心处的晶粒仍然保持原始的球状形貌，没有发生变形，对界面的相互作用表现为挤压作用；而界面上边缘处的晶粒，明显地被压扁、伸长，发生了塑性变形，相对于界面产生了向外的滑移，对界面的相互作用表现为剪切作用

3、。依据上述结论，可以推断，在半固态振动钎焊条件下，界面上中心处的晶粒由于处于不变形区，不参与变形过程，对该区的氧化膜产生冲击挤压作用，使氧化膜破裂；而界面上其他区域的晶粒，由于受到内层晶粒对它的挤压，产生向外的滑移，对界面上的氧化膜产生刮擦作用，使氧化膜与基体发生撕裂，并最终从母材基体上剥离下来，进入钎料中。最后深入分析了半固态振动钎焊中气孔形成的原因，并提出切实可行的工艺改进措施，得到无气孔的半固态振动钎焊接头。关键词：半固态；钎焊；振动；压缩；氧化膜-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThestu

4、dyisfocusedonZn-Alalloyatsemi-solidstate.Itsrheologicalpropertyanddeformationofgrainsunderdifferentconstantcompressiontemperatureshavebeenresearched,toidentifythedeformationtendencyofgrainsatsolidstateindifferentzones.Theinteractionofgrainsandinterfaceinthecomp

5、ressingprocessisalsobeenstudiedwiththetheoryofrheologyatsemi-solidstate,soistheprocessofoxidecrackingonthesurfaceofbasemetalduringsemi-solidstatesoldering.Bycomparingtherheologicalpropertyanddeformationofgrainsineacharea,severalconclusionscanbedrawnout:Theundef

6、ormedzoneinthecenteroftheinterfaceshrankwiththedecreaseofsamplethicknessatthesamecompressedstrainrate,whilethezoneundergoneplasticdeformationattheboundaryexpanded,soistheproportionofit.Forthesampleswiththesamethickness,thelocationandsizeofplasticdeformationzone

7、remainthesamewhenstrainrateincreased.Andtheextentofplasticdeformationdecreased,slippingincreased.Thegrainsinthecenteroftheinterfaceremainsphericalwithoutdeformationandhavecompressioneffectontheinterface.Whilethegrainsattheinterfaceundergoneplasticdeformationeit

8、herflattenedorelongatedandhaveaneffectofshearingontheinterfaceafterslippedoutward.Itcanbeconcludedthattheoxidefilmwascrackedundertheextrusionofthegrainsattheinterface,whichw