基于銀層間技術(shù)的AA6061和AISI 4340的摩擦焊接分析

刊名：Defence Technology（英）

刊期：2015年第11期

作者：Suresh D.et al

編譯：苗志慧

研究了基于持續(xù)摩擦焊技術(shù)連接合金鋁AA6061和低合金鋼AISI4340兩種材質(zhì)的焊縫性能，并從金相檢驗、X射線衍射、電子探針顯微分析、拉伸試驗和顯微硬度等方面進行評價。

研究表明，金屬間化合物層接合處的拉伸強度和伸長率均表現(xiàn)較差；AA6061中靠近焊接口的鎂元素有利于金屬間Fe2Al5化合物的形成和生長；采用銀層間技術(shù)，在AISI 4340層間通過電鍍方式引入銀質(zhì)可在焊接接口處產(chǎn)生硅積累，置換AA6061側(cè)的鎂，從而降低金屬間化合物層的寬度并相應(yīng)地增加了拉伸強度；接口處銀的存在導(dǎo)致基于鐵-鋁系的金屬間化合物與基于銀-鋁系的金屬間化合物的局部置換，這些金屬間化合物的存在已被X射線衍射技術(shù)證實。銀-鋁系相韌性好，且抗拉強度幾乎不變，可在AA6061焊接接口處形成硅偏聚，銀質(zhì)在層間充當(dāng)勢壘阻止鐵擴散，并進一步避免形成鐵-鋁系金屬間化合物。

金屬合金的拉伸性能和硬度與其微觀組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。鐵-鋁系金屬化合物Fe2Al5和FeAl3的生成有利于異種金屬焊接，其微觀硬度較大但韌性較低，而銀夾層的加入使得其硬度略有降低，因此基于鋁-銀系金屬化合物的異種金屬焊接接口處的抗拉強度和伸長率優(yōu)于鐵-鋁系金屬化合物。

銀層間技術(shù)可使得異種金屬焊接實現(xiàn)240MPa的最大拉伸強度，具有4.9%的伸長率。鋁合金AA6061和低合金鋼AISI 4340異種金屬焊接接口處的這一優(yōu)良性能得益于銀質(zhì)作為層間物質(zhì)促進了Ag3Fe2、Ag2Al和Ag3Al等韌性相的形成。