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H62黄铜/碳钢双金属管内压扩散复合的研究

作　者: 王晓峰
导　师: 刘世程；刘德义
学　校: 大连交通大学
专　业: 材料学
关键词: 黄铜/碳钢复合管扩散内压力界面结合强度
分类号: TH131.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 202次
引　用: 4次
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内容摘要

用光学显微镜、电子探针、扫描电镜、能谱分析及反复弯曲试验、剪切强度试验等方法,研究了黄铜与钢双层管的界面扩散复合行为,并分析了表面处理方法、压力、扩散温度和扩散时间等工艺因素对结合强度的影响。研究结果表明,冷变形后不同温度下扩散处理的复合界面状况存在差异。温度高的情况下,结合良好,界面处发生了铁原子与铜、锌原子的互扩散,且铁向黄铜中的扩散距离远大于铜、锌向钢中的扩散距离。通过对结合界面进行剥离,证明了双金属复合管的界面存在较强的结合力。黄铜/钢双层管拉拔变形后经过扩散可实现良好的结合,随着温度的提高,两种金属结合强度大大提高;随扩散时间的延长,结合强度先增加后趋于稳定,与一定的扩散温度相对应,扩散时间有一最佳值。在黄铜/钢双层管的黄铜内管中填充固体介质后密封端头,加热时固体介质汽化膨胀产生内压力作用于管壁。在内压力作用下的黄铜/钢双层管的扩散复合试验结果表明,所选的固体介质对黄铜管加热时无腐蚀作用,其汽化膨胀产生的内压力可使两种金属的表面紧密接触,促进了界面的扩散复合,一次扩散就可实现牢固的冶金结合。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-9
第一章绪论  9-27
  1.1 层状金属复合材料概述  9-19
    1.1.1 层状金属复合材料的研究与发展  9-11
    1.1.2 金属复合管的特点及应用  11-14
    1.1.3 金属复合管的加工技术  14-19
  1.2 固相复合理论的研究与发展  19-25
    1.2.1 早期理论  20-22
    1.2.2 N.BAY理论  22
    1.2.3 三阶段理论  22-24
    1.2.4 复合材料结合强度的研究  24-25
  1.3 本课题的研究内容与意义  25-27
第二章试验材料与方法  27-36
  2.1 试验材料  27
  2.2 试样的制备方法与设备  27-31
    2.2.1 表面处理  28-29
    2.2.2 制备模拟复合管试样  29-30
    2.2.3 制备双金属复合管试样  30-31
  2.3 分析和测试方法  31-35
    2.3.1 金相和扫描电镜观察  31
    2.3.2 能谱扫描和电子探针分析  31-32
    2.3.3 X射线分析  32
    2.3.4 显微硬度试验  32
    2.3.5 剪切强度试验  32-34
    2.3.6 反复弯曲试验  34-35
  本章小结  35-36
第三章试验结果与分析  36-56
  3.1 扩散退火对界面强度的影响  36-42
    3.1.1 模拟扩散复合试验中扩散退火对界面强度的影响  36-39
    3.1.2 金属复合管试验中扩散退火对结合强度的影响  39-42
  3.2 复合管的剥离面形貌  42-45
  3.3 扩散退火对硬度的影响  45-46
  3.4 结合界面的金相组织  46-47
  3.5 结合区的相结构分析  47-51
  3.6 结合区域成分分布  51-55
  本章小结  55-56
第四章界面结合机理  56-71
  4.1 金属键的结合  56
  4.2 双金属界面结合过程  56-60
    4.2.1 异种金属表面的物理接触  56-57
    4.2.2 接触表面的激活  57-59
    4.2.3 扩散机制  59-60
  4.3 影响界面结合的因素  60-65
    4.3.1 材料表面状况  60-61
    4.3.2 压力因素  61-64
    4.3.3 金属固相扩散条件因素  64-65
  4.4 黄铜/钢复合管的扩散计算  65-70
    4.4.1 扩散基本原理  65-67
    4.4.2 铁元素向黄铜中扩散的计算  67-70
  本章小结  70-71
结论  71-73
参考文献  73-78
攻读学位期间发表的学术论文  78-79
致谢  79-80

H62黄铜/碳钢双金属管内压扩散复合的研究

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