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异种金属组合的合金相结构

异种金属之间是否有良好的焊接性,除了两种金属固有的焊接性外,主要是看两金属能否熔合成“合金”。至于“合金”能否成为连接这两种金属的焊缝金属,则在很大程度上取决于该“合金”的合金相结构。一般来说,金属组元之间的合金有固溶体和金属间化合物两种合金相结构。通过对合金相结构的分析,焊接性好与不好有以下几种情况。

1)异种金属接头熔焊后互为无限固溶(如Cu-Ni等)或有限固溶(如Cu-Ag 等),则这些异种金属组合的焊接性通常都较好,容易适用各种熔焊方法。

2)异种金属接头熔焊后互不固溶,其结合表面不能形成新的治金结合,直接施焊时就不能形成牢固的接头,这种现象属焊接性极差。

3)异种金属接头熔焊后相互间形成化合物时,它们之间不能产生品内结合,且化合物有脆性,这种现象属于没有焊接性。

4)异种金属接头熔焊后所形成的化合物呈微粒状分布于合金品粒间,还形成一定量的面溶体或共晶体,这种组合的现象属有一定的焊接性。

5)异种金属接头熔焊后形成机械混合物时,其焊接性优劣程度有较大区别。如果两组元或两种具有一定溶解度的固溶体形成共晶,或包晶产物是固溶体。这种组合的现象属于焊接性好;

如果共晶或共析中一组是化合物,或包晶产物是化合物,这种现象属于焊接性差。

固溶体是指二组元在液态时能相互溶解,结晶时以一组元为基体保持原有晶格类型,另一组元是原子分布在基体组元的晶格里,形成一致的面体合金。固溶体合金组织均匀,其力学性能特别是塑性和韧性很好,是较理想的“焊缝金属组织”。

固溶体可分为无限固溶体和有限共溶体两种类型。形成无限固溶体的金属,可在固态下无限互溶,固溶体的成分可以从一个纯组元连续改变为另一个纯组元,始终保持单一的固溶体结构不变。形成无限固溶体的条件是:晶格类型相同、金属的原子半径相差很小(不超过10%~15%)、电化学性能都非常接近的两组金属,如Cu-Ni Fe-Ni系统,否则容易形成金属间化合物。对于化学元素周期表中的同族或相邻族元素都能满足这一要求。

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