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1、顾7 C . T 4久写 鞠 脚关 学应讼戈S TUDY ON F RI CTI ON WELDI NG TECHNOLOGY OFTHE T YP E OF HARD AL LOY TO S TRU CTURAL S T EE LABS TRACTT h e s y s t e m a t i c a n d d e e p - g o i n g r e s e a r c h e s o n f r i c t i o n w e l d i n g t e c h n o l o g y o f t h e t y p e o f Y G I- l a r d a l l o y w
2、i t h lo w e r d e n s it y t o s t r u c t u r a l s t e e l h a v e b e e n u n d e r t a k e n in t h is p a p e r .T h e o p t i m u m p a r a m e t e r s o f t h e f r i c t i o n w e l d i n g b e t w e e n t h e t y p e o f Y G H a r d a ll o y a n ds t r u c t u r a l s t e e l h a v e b e e
3、 n p r o v id e d , t h e p h i s i c a l m o d e l o f in t e r f a c e a t t h e j o i t h a s b e e n s e t u p , t h e d e te r m i n e d f o r m u l a a b o u t t h e c o n t r o l o f t h e i n t e r f a c e a p p e a r a n c e h a s b e e n m a d e , t h e a f f e c t e d r e g u l a r o f t
4、h e t h ic k n e s s o f t h e i n t e r m e d i a t e m a te r i a l o n t h e f r i c t i o n w e ld a b i l i t y h a s b e e n re s e a r c h e d , th e f ra c tu re re a so n o f j o in t h a s b e e n r e v e a le d , a n d a g r o w in g m o d e l o f f r a g il e l a y e r a t in t e r f a c
5、 e o f t h e j o i n t h a s b e e n e s t a b l is h e d t h r o u g h t h e r e s e a r c h e s o f d i r e c tf r ic t i o n w e l d i n g , f r i c t i o n w e ld in g w i t h i n t e r me d i a t e m a t e r i a l s , a n d t h r o u g h t h e a n a l y s is a n dt e s t t o t h e s t r u c t u
6、 r e a n d q u a l i t y o f t h e j o i n t .T h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e w e l d a b i l i t y o f Y G h a r d a l l o y a n d s t r u c t u r es t e e l i s p o o r a n d t h e j o i n t c a n n o t b e o b t a i n e d i n d i r e c t f r i c t i o n w
7、 e l d i n g o f Y GI I t o s t r u c t u r a l s t e e l . T h e m a i n r e a s o n s o f j o in t s f r a c t u r e a r e t h e f o r m a t io n o f f r a g i l e la y e r i ni n t e r f a c e o f j o i n t a n d t h e o c c u r r e n c e o f p h a s e c h a n g e s t r e s s d u r in g m a r t e
8、 n s i t ict r a n s f o r ma t i o n o f s t r u c t u r a l s t e e l . H o w e v e r , t h e h ig h s t r e n g t h j o i n t c a n b e o b t a i n e d b y j o i n in g t h e i n t e r m e d ia t e m a t e r i a l s a n d t h e m a x i m u m s t r e n g t h o f j o i n t i s u p t o 7 7 M P a .T
9、h e s t a g e a c h i e v e m e n t s ma d e i n t h i s r e s e a r c h f o u n d a f o u n d a t i o n i n t h e o r y a n d p r a c t i c e f o r t h e f u r t h e r d e v e l o p m e n t a n d a p p l ic a t i o n o f g a m m a t it a n i u m a l u m i n id e .K e y wo r d s :Y G Ha r d a l l o
10、yFr ic t i o n we l d i n gS t r u c t u r a l s t e e l P h y s ic a l i n t e r f a c e a p p e a r a n c eP a r a me t e r s o p t i miz a t i o n t h i c k n e s s o f i n t e r me d i a t e ma t e r i a l sK / e了必人 4 W I. 笋 f ; i P X缩写及符号说明Y G类硬质合金一指以碳化物硬质相碳化钨和金属粘接相钻为主的硬质合金Y G l l 一含钻为为 1 1 %,
11、碳化钨为8 9 %的硬质合金a t .% 一原子百分比 含量w t .%一重量百分比含量S N比 一S i g n a l / N o i s eS E M -S c a n E l e c t r o n M i c r o s c o p e( 扫描电 镜)Pt- 摩擦压力P d 一顶锻压力t f -摩擦时间t ,-, 一项锻保f时Il l V -摩擦速度P V It T业火学解 L 李应讼戈第 1 章资料综述1 硬质化合物材料的发展古典硬质物质 ( 金刚石，刚玉，碳化硅和碳化硼)老早就用作研磨介质了，此外，人们用金刚石做拉丝模和切削工具也比采用现代硬质合金_ 业的主要材 料一 难 熔 碳
12、 化物 ( 特 别 是 碳 化 钨， 碳 化钦 ， 碳 化 担 等) 要旱 些 【 。山 于 穆 阿 桑 及其他人的最早 工作，人 们早在五十 年以 前就知道金属碳化物。 然而， 它们在 技术 上 用 于 烧 结 硬 质合 金 和 切 削 工 具 ， 却 大 约 三 十 五 年以 前 才 开 始。 申 难 熔 金 属的硬质化合物与辅助金属粘结剂组成的合金 之出现引 起了切 削技术革命 1 ,2 1述及硬质化合物，就不得不提到粉末冶金法，粉末冶金法的发展史可以追溯到 1 9 0 9 年 ，在 世界上有 名的美 国通 用电气 公司研 究所 中，库利奇 ( W .D .C o o lid g e )
13、 先 生 为 制 造 灯 泡 的 灯丝 时 首 先 想出 来的 众 所 周 知， 钨 丝是 制 做电灯泡最适宜的材料，但它不能用所谓高温熔融法制造。库利奇先生首先制出钨的粉末，将其压缩，在明显地低于其熔点的烧结温度下成功地制造锭材， 再由锭材拉伸为 直径 0 . 0 2 5 毫米、 抗张 强度为 4 2 0 公斤 / 毫米I 的细丝。 这种粉 末冶金法是一种与熔化现象截然不同的致密化工艺， 这是粉末冶金技术的基础，也是 硬质合金的 鼻祖【 1 , 3 1本世纪初叶，硬质合金在美国作为实验使用材料被制造出来。但是制造硬 质合金是为城市里杂技表演用车床瞬可切断牛奶瓶脖子而用，这种妙技，是使 观众惊
14、奇的把戏 1 。另一 方面， 在德国， 第一次世界大战的末期，从1 9 1 4 年到1 9 1 8 年， 大陆受到联合舰队的封锁， 致使金刚石拉丝模缺乏。 用它代替金刚石 。发现这种合金有优越性能， 在 1 9 2 3 年德国奥斯拉姆灯泡厂首先取得了烧结硬质合金的专利，而接受这个专利的克虏伯公司在 1 9 2 6 ，即昭和元年首先公布了有名的维迪阿牌号，并投放市场。由于其惊奇的性能，当时的世人为之睦目相视 。受到这一刺激后， 世界各国都专 心这项研究，以 致相继发展了 新的制品2 ,3 1就硬质合金的发展史而言，按其本质来说，就是工具材料应用在金属切削加工和采矿钻探工程上的发展史。随着含钨量的
15、增加，工具材料的切削速度在 迅猛增加4 1 。由 于 硬质合金是种类繁多的一类合金， 其特点 在于高的硬 度和耐磨性。硬质合金的主要用途是装备各种工具和堆焊设备及机器上易于磨损的零 件。 近代 硬质合金的名目 繁多，计有百余种不同的牌号 1 5 1 。 但是尽管形形色色，仍可分成若干具有一定特征的类型。11 4 一 / L万VP人学解 / . 学应讼戈2硬质合金的研究、应用现状与发展趋势1 . 2 . 1 硬质合金的 概念及其分类硬质合金 ( b a r d m e t a l )又称粘结碳化物 ( C e me n t e d C a r b i d e )是用粉末冶金方. 法生产的一系列坚
16、硬的难熔耐磨合金，由金属粘接相 ( C o , N i , F e 等)和碳 化物硬质相 ( WC , T i C , T a C , N b C等) 组成 ! 。 在所有情况下， 碳化物颗粒都是用一种在烧结温度下呈 液态的 粘结 金属 “ 胶结” 的。它综合了 碳化物相的高 硬度、高耐磨性和金属粘结相的抗机械冲击性和抗热冲击性能。良好的综合性能使它得到了广泛的工程应用。硬 质合金 大致可分 为两 类1,2.3 1 。一 类是单 一碳化 钨 ( S tr a i g h t T u n g s te n C a r b i d e , P l a i n T u n g s t e n C a r b i d e ) W C - C o 系;另一 类是复式 碳化- V 1 或三7 C 碳化 物 ( D o u b le 或T ri p e C a r b id e ) 的W C -T iC -C o , W C - T iC - T a C - C o 系 2 1。 单 一 碳 化 钨和复式碳
