黄西娜等：Ti6A4V和A12A12的扩散连接界面组织及力学性能 ·1039· 线衍射分析采用40kV电压的Cu靶，电流为200mA. 合物随时间的延长而逐渐在接头处形成，该结论与能 X射线衍射分析结果如图5所示.从X射线衍射相图 谱分析结果吻合，两者是一致的 可以看出，A山，Ti集中在A2A12一侧，其他的金属间化 14 18 (a) OAI ) OAI 12 ☐AL,Ti 16 OTiAL, 14 to 12 10 6 8 6 4 3 0 20 40 60 80 20 0 60 80 20) 20M) (c) △Ti 30 OTiAI 20 10 20 40 60 80 20所） 图5连接处X射线衍射分析结果.(a)A2A12一侧：(b)反应层中间位置：(c)T6A4V一侧 Fig.5 XRD results of the joint:(a)Al2A12 side:(b)middle of the reaction layer:(c)Ti6Al4V side 2.3扩散区的力学性能 测定扩散连接区的硬度和剪切强度.从T6A4V 到A2A12的硬度值如图6所示.零位置处的硬度值 是163HV,该值比两个基体材料的硬度值低.导致该 结果的原因是扩散连接形成的反应层比基体材料软. 最后一点的值比前一个点的高，是因为最后一个点的 力施加在了比A2A12硬的非金属夹杂物上，如图7 所示。 340 图7硬度测试点分布 300 Fig.7 Distribution of the hardness points 260 Ti6Al4V A12A12 mavation等a、Alhazaa等图和Sohn等研究得到的 220 连接强度值低。因为他们在研究过程中除了对基体材 180 料进行了镀层之外还使用了中间层金属. 140 此外，在A!侧的晶粒边界可以发现大量的缺陷. -200-100 0 因为在590℃时，A2A12内部出现了过烧现象.在A1 100 200 距离μm 的一侧可以发现重熔共晶相，即晶粒连接处熔化后的 图6接头处硬度值 局部晶粒边界增厚和三角结晶区.A、Cu和Mg是 Fig.6 Microhardness profile of the joint A2A12的基本组成元素.根据Al-Cu-Mg三元相图可 利用剪切实验测得界面连接处的剪切强度是23 知：a(AI),0(CAL,)和S(CuMgAl,)是主要组成相. MPa.它比只有22μm铜镀层而没有其他中间层的扩 它们发生的共晶反应如下闲： 散连接强度提高了约17.9%u.比Kenevisi等回、Sa- L=a (Al)+0(CuAL), (2)黄西娜等: Ti6Al4V 和 Al2A12 的扩散连接界面组织及力学性能 线衍射分析采用 40 kV 电压的 Cu 靶，电流为 200 mA． X 射线衍射分析结果如图 5 所示． 从 X 射线衍射相图 可以看出，Al3Ti 集中在 Al2A12 一侧，其他的金属间化 合物随时间的延长而逐渐在接头处形成，该结论与能 谱分析结果吻合，两者是一致的． 图 5 连接处 X 射线衍射分析结果． ( a) Al2A12 一侧; ( b) 反应层中间位置; ( c) Ti6Al4V 一侧 Fig． 5 XＲD results of the joint: ( a) Al2A12 side; ( b) middle of the reaction layer; ( c) Ti6Al4V side 2. 3 扩散区的力学性能 测定扩散连接区的硬度和剪切强度． 从 Ti6Al4V 到 Al2A12 的硬度值如图 6 所示． 零位置处的硬度值 是 163 HV，该值比两个基体材料的硬度值低． 导致该 结果的原因是扩散连接形成的反应层比基体材料软． 最后一点的值比前一个点的高，是因为最后一个点的 力施加在了比 Al2A12 硬的非金属夹杂物上，如图 7 所示． 图 6 接头处硬度值 Fig． 6 Microhardness profile of the joint 利用剪切实验测得界面连接处的剪切强度是 23 MPa． 它比只有 22 μm 铜镀层而没有其他中间层的扩 散连接强度提高了约 17. 9%［11］． 比 Kenevisi 等［9］、Sa- 图 7 硬度测试点分布 Fig． 7 Distribution of the hardness points mavation 等［10］、Alhazaa 等［8］和 Sohn 等［12］研究得到的 连接强度值低． 因为他们在研究过程中除了对基体材 料进行了镀层之外还使用了中间层金属． 此外，在 Al 侧的晶粒边界可以发现大量的缺陷． 因为在 590 ℃时，Al2A12 内部出现了过烧现象． 在 Al 的一侧可以发现重熔共晶相，即晶粒连接处熔化后的 局部晶粒 边 界 增 厚 和 三 角 结 晶 区． Al、Cu 和 Mg 是 Al2A12 的基本组成元素． 根据 Al--Cu--Mg 三元相图可 知: α ( Al) ，θ ( CuAl2 ) 和 S( CuMgAl2 ) 是主要组成相． 它们发生的共晶反应如下［18］; Lα( Al) + θ( CuAl2 ) ， ( 2) · 9301 ·