材料微观结构与性能分析.doc

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题目

扩散焊接Mg/Al接头界面微组织及力学性能研究

学生姓名

XX

学号

开课学院

完成时间：2016年XX月XX日

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摘要

材料分析检测技术，是关于材料成分、结构、微观形貌的检测技术及相关理论基础的研究，在众多领域的研究和生产中被广泛应用。本报告以Mg/Al扩散焊接接头的检测分析为例，分别介绍了扫描电镜（SEM）、X光衍射技术（XRD）、电子探针（EPMA）等材料微结构表征手段和显微硬度、断裂强度测试等材料力学性能测试手段的具体应用。

关键词：材料分析；微观形貌；力学性能

Abstract

Materialanalysisandtestingtechnologyaredetectiontechnologiesandtheoreticalfoundationsaboutmaterialcomposition,structure,microstructure.Theyarewidelyusedinmanyfieldsofresearchandproduction.ThisreportintroducethedetectionofMg/Aldiffusionbondingjointasanexample,anddiscussestheapplicationprogressofX-raydiffractiontechnologyinmaterialanalysis,suchasSEM,XRD,EPMAwhichareusedformaterialmicrostructureanalysisandmicrohardness,breakingstrengthwhichareusedformechanicalpropertiestesting.

Keywords:materialsanalysis;microstructure;mechanicalproperties

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1前言

在汽车行业推广轻质材料，有利于结构重量的优化，从而降低能源消耗与尾气排放。铝和镁都具有密度低、比强度和比刚度高的特性，因此常用于结构轻量化的研究。铝在地壳中含量居第三，仅次于氧和硅，具有低密度（2.70g/cm3）、较高的比强度和比刚度、良好的耐腐蚀性、良好的导电性等优良性能,其合金在航空航天、汽车、电力行业等已经有广泛应用。镁在地壳中含量居第八，在宇宙中含量居第九，其密度比铝更低，仅为1.738g/cm3，是目前工业化应用中最轻的结构金属材料；比强度和比刚度均高于铝合金和钢，在不影响强度和刚度的情况下有助于减轻材料的质量；具有良好的减震性和电磁屏蔽能力，在航空航天、汽车、仪表、通讯等行业有很大潜力[1-2]。

随着铝、镁在研究中的深入发展，单一的铝和镁性能已经难以满足实际应用，因此越来越多研究者关注镁铝异种金属焊接。铝镁焊接连接可以在原有的领域充分发挥两种金属各自的优异性能，还可以集多功能于一身的结构材料、功能材料，将运用于更多的科学领域。铝镁异种金属焊接的主要问题在于母材材料表面易氧化，电阻率、热导率、线膨胀系数较大，易产生脆性的金属间化合物。铝镁异种材料焊接的研究已经成为焊接领域研究的热点和难点[3-4]。

扩散焊接是在一定的压力和温度下，母材待焊面发生塑性变形紧密贴合，经过原子扩散以达到冶金结合的焊接方法[5]。相比熔焊，扩散焊接由于对温度和压力的要求不高，不会产生凝固裂纹及高的变形应力等焊接缺陷，在材料的焊接方面具有极大的优势。但经过原子的扩散迁移，在接头界面附近形成冶金结合的扩散层。这种扩散层的组织结构将决定接头的连接性能，所以采用材料微结构分析方法研究Al/Mg接头界面微观组织。采用金相显微镜、扫描电镜观察扩散连接接头的结构；采用X射线衍射分析、电子探针显微分析表征接头成分；采用力学测试、硬度测试接头性能。探究不同连接温度、压力、时间对接头界面组织结构与连接性能的影响，确定最佳的扩散连接工艺参数。本研究对

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