阐明界面层强度发展机制，用于设计和控制 Al/Fe 接头而不导致性能恶化-猫眼课题宝

阐明界面层强度发展机制，用于设计和控制 Al/Fe 接头而不导致性能恶化

批准号：

21H01662

负责人：

佐藤裕

金额：

$11.4万

依托单位：

Tohoku University

依托单位国家：

日本

项目类别：

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

财政年份：

2021

资助国家：

日本

项目状态：

已结题

起止时间：

2021-04-01 至 2024-03-31

来源：

https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01662/

关键词：

溶接・接合異材接合

项目摘要

项目成果

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種々の合金元素を含むAl合金板と鋼を接合し、接合体の引張せん断試験を実施した結果、接合体は接合界面で破断するが、元素添加により引張せん断強度は上昇した。特にNi添加、Ni＋Si複合添加とNi＋Zn複合添加が効果的であったことから、Al/Fe接合界面での変形・破壊に及ぼすNi添加の影響について調べた。X線トモグラフィによる接合界面でのき裂発生・進展を調べた結果、き裂は界面層（Fe2Al5）端部から発生して、界面層内部をジグザグに進展し、き裂発生に要した荷重はNi添加とともに増加した。界面層へビッカース圧子を打つことで発生した複数のき裂の発生箇所を調べた結果、き裂は金属間化合物の結晶粒組織と無関係に進展することが分かり、Ni添加による違いは見られなかった。界面層の組織を詳細に調べた結果、Ni添加の有無にかかわらず、界面層は主にFe2Al5とFeにより構成され、FeはFe2Al5内に島状に分布し、Fe側へ近づくにつれてFe量は増加していた。界面層でのき裂進展を詳しく調べると、き裂はFe2Al5で発生・進展し、Fe相を迂回していた。また、Ni添加に伴い、Fe2Al5が微細化した結果、微細なFe相がより均一に分布していたことから、Ni添加に伴う強度上昇はFe2Al5の微細化に伴うFe相の微細分散に起因していることが明らかとなった。さらに、界面層が厚くなると、Al側に近いFe2Al5のFe相周辺にボイドが形成され、ボイドの量は界面層の厚さとともに増加し、ボイドはき裂の発生・進展に影響していることが示唆された。以上のことから、Fe2Al5内におけるFe相とボイドの分布がAl/Fe接合体の強度支配因子となっている可能性が高く、これらの制御により継手強度の向上に有効なことが示唆された。

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科研奖励(0)

会议论文

Strength improvement in dissimilar Al/steel weld by simultaneous addition of Si and Ni

同时添加 Si 和 Ni 提高异种铝/钢焊缝的强度

DOI： --

发表时间： 2022

期刊：

影响因子： --

作者：

[Kiyoaki T. Suzuki]