高速列車車身所用材料7N01鋁合金屬于Al-Zn-Mg系高強度鋁合金。焊后會產(chǎn)生較大的焊接殘余應力,殘余應力的存在會對結(jié)構的服役性能產(chǎn)生不利的影響。振動時效是一種新興的具有簡單便攜、節(jié)能環(huán)保、高效安全等多種優(yōu)點的消除殘余應力方法,目前已經(jīng)廣泛應用于黑色金屬消除焊接殘余應力。對于7N01鋁合金來說,由于其焊接殘余應力與材料的屈服強度相差較大等原因,傳統(tǒng)的振動時效技術消除焊接殘余應力效果不明顯。本課題在高速列車7N01鋁合金的振動時效研究基礎上,提出了熱振復合時效技術。采用理論分析和實驗研究相結(jié)合的方法,研究了溫度對振動時效消除焊接殘余應力效果的影響,并分析了熱振時效對材料力學性能以及微觀組織之間的影響。基于對振動時效原理及鋁合金時效過程的研究,搭建了熱振時效系統(tǒng)。首先從宏觀、微觀的角度分析了振動時效的機理,搭建了滿足實驗要求的振動時效平臺;對焊后余熱、火焰加熱以及加熱帶加熱三種加熱方式進行了探究,最終選取具有溫度反饋的陶瓷加熱帶系統(tǒng);結(jié)合理論分析和實驗提出振動時效參數(shù)的選擇原則。研究了溫度對熱振時效消除殘余應力效果的影響。首先隨著溫度升高,材料的強度下降,在100²... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不銹鋼焊接接頭循環(huán)載荷與應變的關系

效在微觀上促進了位錯的滑移，隨著滑移的進行，位錯密度增大，位錯重新堆積以及相互纏結(jié)。M.N.James 等人[31]研究指出殘余應力的降低是由于位錯運動引起的。該理論認為，被點缺陷釘扎的位錯環(huán)因外加循環(huán)動應力而釋放，振動時效使得被釋放的位錯在內(nèi)應力范圍內(nèi)移動，直到建立再穩(wěn)定狀態(tài)。蘆亞萍通過實驗分析了振動對構件疲勞壽命的影響，給出了位錯塞積的應力場公式，見式（1-1）。指出只有位錯塞積處的應力大于位錯運動的阻力，位錯才會開動并發(fā)生塑性變形[32]。1201028tanL Lr r (1-1)沈華龍從微觀上解釋殘余應力消除的原因，分析了位錯的塞積與開通。當前端位錯運動遇到阻礙形成不動位錯而在此塞積，在外加切應力的作用下，后續(xù)位錯繼續(xù)運動。后續(xù)位錯遇到前端位錯運動停止，于是在此形成了位錯塞積群，圖 1-2 為位錯塞積示意圖[33]。

是位錯塞積群中位錯的數(shù)量。位錯塞積群的前端明顯產(chǎn)生了應力集中，且隨著位錯塞積數(shù)目的增多，塞積群的應力集中程度越大。由于位錯不斷塞積、開動，該處的位錯密度不斷增大，且位錯會發(fā)生相互纏結(jié)，位錯組態(tài)變得錯綜復雜。因此對臨界切應力產(chǎn)生影響。根據(jù)Baily-Hirsch關系表達：120 Gb (1-3)運動的位錯會被晶界、第二相粒子等成分阻礙，從而形成位錯塞積。外力作用下，位錯不斷開動增殖使得位錯密度增加，位錯相互纏結(jié)，位錯組態(tài)復雜，臨界切應力也隨之增加。陳立功教授從實驗上證明了振動時效處理后材料內(nèi)部位錯增多的現(xiàn)象[34]。實驗結(jié)果表明，振動時效處理后焊縫的組織細化，材料內(nèi)部的亞晶結(jié)構增多，從而提高焊縫的強度和韌性。徐穎強同樣從實驗上驗證了振動時效對位錯的影響[35]。經(jīng)過振動時效處理，焊縫內(nèi)部位錯密度隨振動時間的增加而提高，如圖 1-3 所示。隨著振動時間增加，材料微觀形貌由不均勻變得均勻，位錯密度逐漸增大。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]DH36鋼焊接結(jié)構的振動時效判據(jù)及熱振時效研究[D]. 李書齊.哈爾濱工業(yè)大學 2015
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碩士論文
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[3]高速列車鋁合金車體焊接構件殘余應力數(shù)值模擬[D]. 洪曉祥.西南交通大學 2011
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本文編號：3021438