冷金属过渡条件下镁/钛界面结构与润湿行为的研究
2019-06-13居春艳
世界有色金属 2019年8期
关键词:界面
居春艳,隋 然
(1.兰州理工大学 技术工程学院 材料与化工工程学院,甘肃 兰州 730050;2.兰州工业学院 材料工程学院,甘肃 兰州 730050)
镁与钛的连接是实现构件轻量化的重要手段之一[1]。一方面,钛及钛合金拥有比强度高、比刚度高、抗氧化、耐腐蚀性能优越等优点;另一方面,镁及镁合金拥有高比强度、可铸性好,可循环利用等优点,且密度仅为钛密度的38%,是目前可应用的最轻结构金属材料。结合两种材料自身优势,实现镁与钛的连接是拓展其在汽车工业和航空航天领域应用的重要方式[2,3]。
然而,镁和钛迥异的物理、化学性能,无冶金反应,以及不互溶的特性,使得这两种金属的连接极为困难,这也给镁合金与钛合金的应用带来很大的挑战。目前,可应用的镁/钛连接方法有激光焊[4]、摩擦焊[5]、冷金属过渡焊[6,7]和扩散焊等[8]。
在众多连接方法中,冷金属过渡焊接以其效率高,适用性强,热输入可控等优点,成为实现镁/钛高质量有效连接的重要手段。
目前,多数研究集中在镁/钛冷金属过渡焊接实施的工艺参数,焊接接头评定等方面,而镁/钛有效连接的关键问题之一,即镁合金熔滴在钛合金表面的润湿,却往往被忽略。周彦林等人[9]研究了铝/钢在冷金属过渡条件下的润湿行为与界面结构特征,发现润湿性与界面上的热输入密切相关;曾承宗等人[10]采用数值计算方法模拟了不同导热性质的母材与铝合金熔滴的润湿,发现母材的热导率不同导致了不同的界面热输入,进而影响到界面反应强度和润湿性;……
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