本文關(guān)鍵詞：7075鋁合金攪拌摩擦焊構(gòu)件應(yīng)力時(shí)效微觀規(guī)律研究

  更多相關(guān)文章： 攪拌摩擦焊 時(shí)效成形 鋁合金 力學(xué)性能 微觀組織

【摘要】：在現(xiàn)代飛機(jī)研制中,對(duì)飛機(jī)性能已提出更高的要求,飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)上使用的鉚接裝配結(jié)構(gòu)已逐步被高性能、大型化的鋁合金整體壁板結(jié)構(gòu)所取代。針對(duì)傳統(tǒng)銑削式整體壁板成形時(shí)材料利用率低且依賴于高效數(shù)控設(shè)備等問(wèn)題,本文探索基于攪拌摩擦焊—時(shí)效成形復(fù)合工藝的整體壁板結(jié)構(gòu)的低成本制造技術(shù)。以整體焊接筋板件為研究對(duì)象,開(kāi)展其時(shí)效成形基礎(chǔ)研究工作,既是時(shí)效成形技術(shù)的一種重要的發(fā)展方向,又對(duì)拓展和深化時(shí)效成形理論研究具有重要的學(xué)術(shù)意義。為此,本文選用航空用7075鋁合金(Al-Zn-Mg-Cu系)板材為研究對(duì)象,基于前期研究,對(duì)比研究了峰值時(shí)效溫度為180oC時(shí)非焊構(gòu)件和T型攪拌摩擦焊(FSW)構(gòu)件的可時(shí)效成形性,并借助于金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、透射電子顯微鏡(TEM)等微觀檢測(cè)手段,對(duì)其時(shí)效成形過(guò)程微觀組織演變規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)表征。研究結(jié)果表明,構(gòu)件成形時(shí)因攪拌摩擦焊(FSW)工藝的存在會(huì)弱化T6態(tài)7075鋁合金的宏觀拉伸力學(xué)性能,而通過(guò)焊后的時(shí)效成形工藝可以使7075鋁合金FSW構(gòu)件的焊縫不均勻特征得到改善,提高其力學(xué)性能,且FSW工藝的存在會(huì)使材料的最佳時(shí)效成形時(shí)間提前。時(shí)效處理對(duì)FSW構(gòu)件的母材區(qū)的硬度起到不利影響,隨時(shí)效時(shí)間的增加,硬度下降。金相分析表明,母材區(qū),隨著時(shí)效時(shí)間的增加,組織晶粒尺寸有所長(zhǎng)大,但黑色的聚集物有所減少,基體內(nèi)的析出相減少,導(dǎo)致材料母材區(qū)的性能降低;在時(shí)效初期,熱影響區(qū),黑色第二相逐漸增多,12h時(shí)數(shù)量最多;且能譜EDS發(fā)現(xiàn),增加時(shí)效時(shí)間基體內(nèi)的Fe元素增加,導(dǎo)致熱影響區(qū)的Al7Cu2Fe和Mg2Si析出強(qiáng)化相增多,增強(qiáng)了熱影響區(qū)的力學(xué)性能。斷口形貌分析發(fā)現(xiàn),時(shí)效至12h時(shí),斷口韌窩變深、數(shù)量增多,材料的塑性能力增強(qiáng),并通過(guò)TEM發(fā)現(xiàn)時(shí)效成形過(guò)程增加了熱影響區(qū)的析出相,雖然由于焊接熱影響的存在使得析出相η相(Mg2Zn)呈現(xiàn)粗化的趨勢(shì),但其應(yīng)力時(shí)效過(guò)程總體上仍具有強(qiáng)化的作用,增強(qiáng)了固溶強(qiáng)化的作用,對(duì)焊縫的性能有一定的提升,增強(qiáng)了焊后材料的力學(xué)性能。且應(yīng)力時(shí)效過(guò)程會(huì)使GBP的η相長(zhǎng)大粗化,呈連續(xù)性分布,時(shí)效12h之后,開(kāi)始呈非連續(xù)性分布;而PFZ隨時(shí)效時(shí)間的進(jìn)行逐漸變寬,直到時(shí)效16h時(shí)有所減小。
【關(guān)鍵詞】：攪拌摩擦焊 時(shí)效成形 鋁合金 力學(xué)性能 微觀組織
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V261
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-21
• 1.1 選題背景與意義8-9
• 1.2 7075鋁合金慨況9-10
• 1.3 攪拌摩擦焊技術(shù)10-13
• 1.3.1 攪拌摩擦焊技術(shù)的原理及特點(diǎn)10-12
• 1.3.2 攪拌摩擦焊技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用12-13
• 1.4 時(shí)效成形技術(shù)13-20
• 1.4.1 時(shí)效成形技術(shù)原理13-14
• 1.4.2 時(shí)效成形工藝過(guò)程14-15
• 1.4.3 時(shí)效成形技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)15
• 1.4.4 時(shí)效成形技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用15-18
• 1.4.5 蠕變時(shí)效成形工裝設(shè)備18-20
• 1.5 研究的主要內(nèi)容20-21
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料及工藝方法21-32
• 2.1 試驗(yàn)材料21
• 2.2 試驗(yàn)工藝流程21-22
• 2.3 FSW構(gòu)件的制備22-24
• 2.3.1 試驗(yàn)設(shè)備與焊接夾具22-23
• 2.3.2 攪拌頭23-24
• 2.3.3 焊接構(gòu)件的制備24
• 2.4 時(shí)效成形試驗(yàn)24-26
• 2.4.1 試驗(yàn)?zāi)＞吲c設(shè)備24-25
• 2.4.2 試驗(yàn)步驟25-26
• 2.5 回彈率測(cè)試26-28
• 2.6 力學(xué)性能測(cè)試28-29
• 2.6.1 拉伸力學(xué)性能28-29
• 2.6.2 硬度測(cè)試29
• 2.7 微觀組織分析29-31
• 2.7.1 金相組織分析29-30
• 2.7.2 掃描電鏡（SEM）及能譜分析（EDS）30
• 2.7.3 透射電鏡（TEM）分析30-31
• 2.8 本章小結(jié)31-32
• 第3章 FSW時(shí)效成形工藝研究32-39
• 3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)與方案32-33
• 3.2 回彈率分析33-34
• 3.3 力學(xué)性能的影響34-38
• 3.3.1 拉伸力學(xué)性能分析34-35
• 3.3.2 斷裂位置的影響35-36
• 3.3.3 硬度分析36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 時(shí)效成形對(duì)FSW焊接接頭微觀組織的影響39-64
• 4.1 7xxx系鋁合金的相變理論39-40
• 4.2 金相組織分析40-45
• 4.3 掃描電鏡及能譜分析45-57
• 4.3.1 掃描的形貌特征45-48
• 4.3.2 母材區(qū)元素分析48-51
• 4.3.3 熱影響區(qū)元素分析51-54
• 4.3.4 焊核區(qū)元素分析54-57
• 4.4 透射電鏡分析57-60
• 4.4.1 晶內(nèi)析出相57-59
• 4.4.2 晶界析出相59-60
• 4.5 斷口掃描分析60-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 第5章 結(jié)論與展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表文章72-73
• 致謝73-74

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