本文關(guān)鍵詞：7075鋁合金攪拌摩擦加工工藝參數(shù)對組織性能的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：7075鋁合金作為可熱處理強(qiáng)化的高強(qiáng)鋁合金,被廣泛應(yīng)用于航天、航空以及汽車等工業(yè)領(lǐng)域。攪拌摩擦焊接和加工技術(shù)作為一種固相焊接加工方法,發(fā)明后很快應(yīng)用到鋁合金和鎂合金等輕合金的研究和應(yīng)用中。關(guān)于7075鋁合金焊接和加工方面的相關(guān)研究很多,從已有研究發(fā)現(xiàn),獲得無缺陷的工藝參數(shù)變化范圍較廣,但多數(shù)研究僅考慮了單一工藝參數(shù)條件,缺乏在較大工藝參數(shù)變化范圍內(nèi)對7075鋁合金攪拌摩擦焊接和加工后組織與性能影響的系統(tǒng)定量研究。本論文工作采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、背散射電子通道襯度相(ECC)及顯微硬度等手段,較系統(tǒng)分析了較大工藝參數(shù)變化范圍下7075鋁合金的攪拌摩擦加工組織和性能變化規(guī)律,研究結(jié)果對7075鋁合金攪拌摩擦焊接研究較強(qiáng)的理論和實際意義。軋制態(tài)7075鋁合金攪拌摩擦加工試驗結(jié)果表明,攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度為400~1200rpm,焊接速度為60~10O mm/min時均能獲得外觀成形好、內(nèi)部無缺陷的攪拌摩擦加工組織結(jié)構(gòu)。研究表明各個工藝參數(shù)下從板面到板底中心的晶粒尺寸變化普遍規(guī)律是:當(dāng)焊接速度恒定不變時,攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度增加時,焊核區(qū)面積增加,從板面到板底熱力影響區(qū)范圍擴(kuò)大,板底變化較為明顯,焊核中心晶粒尺寸增大;攪拌頭的旋轉(zhuǎn)速度確定時,焊接速度越大,焊核區(qū)的面積越大,焊核中心晶粒尺寸減小;當(dāng)線速度(旋轉(zhuǎn)速度/焊接速度)相同時,焊核區(qū)面積基本相同,旋轉(zhuǎn)速度增加,焊核中心晶粒尺寸稍有增加。加工區(qū)域定點顯微硬度測試的硬度分布表明:各個工藝參數(shù)的多數(shù)層面上,硬度值并非以加工中心線為對稱分布,硬度最低值位于前進(jìn)側(cè)的TMAZ/HAZ交界面附近;在1.0-3.5mm層面上硬度分布呈W型,在0.5mm層面上呈V型;焊核區(qū)硬度明顯要低于母材區(qū),加工中心線上的硬度從板面到板底逐漸降低,焊核區(qū)的頂部具有更加細(xì)小的等軸再結(jié)晶晶粒,硬度值較大。研究表明,焊接速度確定,旋轉(zhuǎn)速度增加時,焊核區(qū)和熱機(jī)影響區(qū)的硬度有所增大,尤其是1200rpm時焊核區(qū)的硬度增加明顯,TMAZ/HAZ處的硬度最低值與焊核區(qū)硬度差異增大;當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度確定,隨著焊接速度的增加,焊核區(qū)平均硬度降低,焊核區(qū)最高值不斷降低;當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度與焊接速度比值確定時,隨著旋轉(zhuǎn)速度的增加,焊核區(qū)平均硬度值稍有增加,但整體硬度變化趨勢不大。各個工藝參數(shù)下,從板面到板底的晶粒尺寸和硬度值呈現(xiàn)減小的趨勢,表明沉淀相形態(tài)對加工區(qū)性能有重要影響,沉淀相粒子對7075高強(qiáng)鋁合金FSP焊核區(qū)接頭的強(qiáng)化作用要優(yōu)于細(xì)晶強(qiáng)化。通過背散射電子通道襯度(ECC)對比加工區(qū)域的硬度分布圖與金相顯微圖分析研究表明,焊核區(qū)晶粒由細(xì)小的等軸晶組成,且從底部至頂部晶粒越來越大,晶界相逐漸減少,晶內(nèi)析出相卻逐漸增多,硬度分布由板底到板面逐漸增大。研究表明:當(dāng)焊接速度確定,旋轉(zhuǎn)速度增加時,焊核區(qū)硬度明顯增加,硬度的增加與焊核區(qū)晶粒逐漸變小、粒內(nèi)彌散分布的第二相粒子數(shù)量明顯增加有關(guān);當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度確定,焊接速度增加時,焊核區(qū)硬度降低,晶粒尺度減小,硬度的降低主要受焊核區(qū)晶內(nèi)析出第二相數(shù)量增多的影響;當(dāng)線速度相同時,隨著旋轉(zhuǎn)速度增加,焊核區(qū)硬度增加,晶內(nèi)析出的第二相數(shù)目增加,析出第二相的尺寸也變小,表明組織內(nèi)第二相尺寸及分布對攪拌摩擦加工后性能影響很大。
【關(guān)鍵詞】：攪拌摩擦加工 7075鋁合金 工藝參數(shù) 組織性能
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG453.9
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 鋁合金傳統(tǒng)焊接的方法和特點11-12
• 1.2 攪拌摩擦焊接（加工）的方法和特點12-13
• 1.3 攪拌摩擦焊接（加工）在鋁合金中的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 7075鋁合金攪拌摩擦焊接（加工）區(qū)域的結(jié)構(gòu)特點14-17
• 1.5 7075鋁合金攪拌摩擦焊接接頭性能的研究17-21
• 1.6 課題研究內(nèi)容21-22
• 1.6.1 目的及意義21
• 1.6.2 研究內(nèi)容21-22
• 1.7 技術(shù)路線22-23
• 2 試驗材料與試驗方法23-29
• 2.1 試驗材料23
• 2.2 試驗方法23-29
• 2.2.1 化學(xué)成分分析23
• 2.2.2 攪拌摩擦加工（FSP）23-26
• 2.2.3 光學(xué)顯微鏡觀察26-27
• 2.2.4 顯微硬度分析27
• 2.2.5 背散射電子通道襯度相及樣品的制備27-29
• 3 不同加工參數(shù)下的微觀組織研究29-41
• 3.1 旋轉(zhuǎn)速度對焊核區(qū)微觀組織的影響30-35
• 3.1.1 旋轉(zhuǎn)速度對焊核區(qū)微觀組織的影響30-32
• 3.1.2 攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度對熱影響區(qū)及熱機(jī)械影響區(qū)微觀組織的影響32-35
• 3.2 焊接前進(jìn)速度對焊核區(qū)微觀組織的影響35-37
• 3.3 線速度對焊核區(qū)微觀組織的影響37-39
• 3.4 小結(jié)39-41
• 4 不同焊接參數(shù)下的的顯微硬度分析41-49
• 4.1 旋轉(zhuǎn)速度對顯微硬度的影響41-45
• 4.2 焊接速度對顯微硬度的影響45-46
• 4.3 旋轉(zhuǎn)速度與焊接前進(jìn)速度比值對顯微硬度的影響46-48
• 4.4 小結(jié)48-49
• 5 不同焊接參數(shù)下組織與性能的關(guān)系分析49-60
• 5.1 旋轉(zhuǎn)速度改變時組織與性能的影響分析49-55
• 5.2 焊接前進(jìn)速度改變時組織與性能的影響分析55-57
• 5.3 線速度相同時組織與性能的影響分析57-59
• 5.4 小結(jié)59-60
• 6 結(jié)論60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66

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