表面自納米化不銹鋼與高強鋁合金擴散連接研究.pdf

1、不銹鋼與鋁合金在擴散連接過程中，由于物理、化學性能差異較大而使兩者的有效連接很難實現(xiàn)，同時連接過程中生成的Fe-Al金屬間化合物嚴重惡化接頭的力學性能。因此，本論文采用在擴散連接前對不銹鋼和鋁合金進行表面自納米化處理的方式，通過細化材料表面晶粒來達到改善接頭綜合性能的目的。
　　本論文分別對304不銹鋼和7A04鋁合金進行表面機械研磨(Surfacemechanical attrition technology, SMAT)和超音

2、速微粒轟擊(Supersonic fine particlesbombarding，SFPB)處理，采用多種試驗方法對表面層組織進行表征分析，研究結果表明分別在不銹鋼和鋁合金表面制備出一定厚度的納米晶組織。為了確定所制備納米晶組織的熱穩(wěn)定性溫度，以制定表面自納米化304不銹鋼與7A04鋁合金擴散連接工藝，分別對表面自納米化304不銹鋼和7A04鋁合金的納米組織進行不同溫度的等溫退火，并采用金相顯微鏡、X-射線衍射(XRD)、顯微硬度儀研

3、究兩種金屬表層納米晶組織。最后通過掃描電鏡、顯微硬度、剪切強度和X-射線衍射分析接頭的組織和性能。
　　研究結果表明，經(jīng)過表面自納米化處理后，在304不銹鋼和固溶時效態(tài)7A04鋁合金表面分別制備出了厚度為100μm和20μm的納米晶組織，不銹鋼的晶粒細化機制為機械孿晶、位錯運動和應變誘發(fā)馬氏體相變的共同作用，而鋁合金的細化機制則是位錯運動的結果。表面自納米化處理在細化晶粒的同時還使材料中的晶界數(shù)量和缺陷密度劇烈增加，這將有利于改善

4、擴散連接接頭性能。
　　對兩種金屬表面納米晶組織熱穩(wěn)定性分析研究表明，304不銹鋼納米晶組織在不高于600℃時具有良好的熱穩(wěn)定性，而7A04鋁合金納米晶組織在不高于500℃時具有一定熱穩(wěn)定性。
　　將表面自納米化不銹鋼和鋁合金分別在400℃、425℃、450℃、475℃和500℃的溫度下保溫0.5h-4h，連接壓力設定為6MPa，真空度在1Pa左右，進行真空擴散連接試驗，對連接后的試樣進行剪切強度的測試，450℃溫度連接2h