Al-Mg-Mn-Zr-Er合金攪拌摩擦焊接頭組織與性能的研究
發(fā)布時間:2021-11-19 03:51
攪拌摩擦焊作為一種先進(jìn)焊接工藝,相對于其他焊接方法具有較為明顯的優(yōu)勢,目前已經(jīng)在鋁合金上具有廣泛應(yīng)用。Al-Mg-Mn-Zr-Er合金作為一種微合金化Al-Mg合金,目前已經(jīng)在工業(yè)上應(yīng)用。探究Al-Mg-Mn-Zr-Er合金在攪拌摩擦焊過程中焊接接頭組織性能對于Al-Mg-Mn-Zr-Er合金應(yīng)用推廣具有重要意義。本論文采用攪拌摩擦焊工藝對船用Al-Mg-Mn-Zr-Er合金板材進(jìn)行焊接,針對于不同焊接工藝條件下Al-Mg-Mn-Zr-Er合金攪拌摩擦焊焊接接頭組織及性能進(jìn)行探究,研究Er、Zr對于其組織轉(zhuǎn)變過程的影響,具體得到結(jié)果如下:1、Al-Mg-Mn-Zr-Er合金攪拌摩擦焊接頭力學(xué)性能與焊接工藝參數(shù)相關(guān)性較大,當(dāng)焊接工藝參數(shù)為800rpm×100mm/min時焊接接頭能夠獲得良好的力學(xué)性能,具有較好的延伸率。焊接工藝參數(shù)為800rpm×80mm/min和600rpm×80mm/min時,Al-Mg-Mn-Zr-Er合金攪拌摩擦焊接頭拉伸率較差。2、Al-Mg-Mn-Zr-Er-合金攪拌摩擦焊接頭的耐腐蝕性能與焊接工藝參數(shù)相關(guān)性較小,其主要與焊接接頭的不同位置有關(guān)。從電化學(xué)過程...
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
Al-Mg合金二元相圖
33生具有 L12結(jié)構(gòu)的 Al3Zr 粒子在合金熱處理過程中能夠有效對于鋁合金中 Zr 的添加量需要進(jìn)行嚴(yán)格的把控,圖 1.2 為 可知合金在平衡狀態(tài)時最大固溶度是 0.28%。且 Zr 的溶解度劇下降。此時 Zr 置換 α-Al 基體晶格中的部分原子,促使基固溶體,發(fā)揮固溶強(qiáng)化作用。當(dāng) Zr 的含量超過 0.3%時,會Zr 相,從而對合金產(chǎn)生有害作用[16]。因此目前多采用熱處理勻析出 Zr,生成與基體共格具備 L12結(jié)構(gòu)的 Al3Zr 相,從而目的[17]。根據(jù) J. Taendl 等人的研究可知,Al3Zr 質(zhì)點(diǎn)阻礙鋁位錯及晶界,抑制合金的再結(jié)晶過程,最后完成細(xì)化晶粒。合金的力學(xué)性能,通常晶粒越細(xì)小,合金的力學(xué)性能將是亞穩(wěn)態(tài),Al3Zr(L12)相通過很長時間高溫退火處理而轉(zhuǎn)變而共格或者不共格關(guān)聯(lián),不存在固定的取向關(guān)聯(lián)。并且該平衡的強(qiáng)化鋁基體作用[18]。
究了 Cr 對于 Al-Mg 合金組織及性能的影響能夠在合金中形成 Al7Cr 相,從而提高合金的能力,提高基體和焊接接頭結(jié)合力,減輕焊接機(jī)制及研究現(xiàn)狀表第 21 號元素,是 3d 過渡型金屬,熔點(diǎn);顫姷幕瘜W(xué)性質(zhì)[33, 34]。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn),Sc 是的 Sc 就能對于鋁合金起到強(qiáng)烈的變質(zhì)作用,制合金再結(jié)晶,而且能夠顯著提高合金的強(qiáng)[35]。圖 1.3 為 Al-Sc 合金富鋁端二元相圖,根元系富鋁端發(fā)生包晶反應(yīng),其反應(yīng)溫度為 665研究認(rèn)為其實(shí)質(zhì)為共晶反應(yīng) L→Al+Al3Sc,其%,且 Al3Sc 為 L12結(jié)構(gòu),為面心立方晶格,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]淺談鋁合金在船舶與海洋工程中的應(yīng)用[J]. 陳昊杰. 建材與裝飾. 2017(30)
[2]鋁合金在船舶和海洋工程中的應(yīng)用[J]. 齊忠原,巫瑞智,王國軍,王強(qiáng),侯樂干. 輕合金加工技術(shù). 2016(01)
[3]微量Er、Zr對Al-1.5Mg合金微觀組織和性能的影響[J]. 佘欣未,蔣顯全,張雅琨,余啟航,楊錦. 功能材料. 2015(S2)
[4]船舶艦艇用鋁及鋁合金(2)[J]. 何健偉,王祝堂. 輕合金加工技術(shù). 2015(09)
[5]Zr,Yb,Cr對Al-Zn-Mg-Cu合金組織、斷裂和局部腐蝕行為的影響[J]. 方華嬋,巢宏,陳康華,張茁. 稀有金屬. 2015(08)
[6]5083鋁合金TIG焊接頭組織與性能分析[J]. 陳澄,薛松柏,孫乎浩,林中強(qiáng),李陽. 焊接學(xué)報. 2014(01)
[7]Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的斷裂韌性[J]. 張飛鵬,黃曉亞,徐開東,房慧,王新練,劉雅妹,張坤書. 金屬熱處理. 2013(12)
[8]微量Sc和Zr對Al-Mg-Mn合金組織與力學(xué)性能的影響[J]. 陳琴,潘清林,王迎,彭虹,張志野,尹志民. 中國有色金屬學(xué)報. 2012(06)
[9]鉺微合金化鋁合金的研究進(jìn)展[J]. 聶祚仁,文勝平,黃暉,李伯龍,左鐵鏞. 中國有色金屬學(xué)報. 2011(10)
[10]微合金化鋁合金的研究進(jìn)展[J]. 陳志國,楊文玲,王詩勇,舒軍. 稀有金屬材料與工程. 2010(08)
博士論文
[1]Al-Mg-Mn和Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金板材應(yīng)用性能及其相關(guān)基礎(chǔ)研究[D]. 彭勇宜.中南大學(xué) 2008
碩士論文
[1]鋁合金攪拌摩擦焊焊縫組織及腐蝕行為研究[D]. 徐倩.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[2]鋁合金7050攪拌摩擦焊接頭洋蔥環(huán)微觀組織與力學(xué)性能[D]. 邵慶豐.蘭州理工大學(xué) 2016
[3]鋁合金攪拌摩擦焊塑性流動模型[D]. 孫丙巖.蘭州理工大學(xué) 2007
本文編號:3504232
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
Al-Mg合金二元相圖
33生具有 L12結(jié)構(gòu)的 Al3Zr 粒子在合金熱處理過程中能夠有效對于鋁合金中 Zr 的添加量需要進(jìn)行嚴(yán)格的把控,圖 1.2 為 可知合金在平衡狀態(tài)時最大固溶度是 0.28%。且 Zr 的溶解度劇下降。此時 Zr 置換 α-Al 基體晶格中的部分原子,促使基固溶體,發(fā)揮固溶強(qiáng)化作用。當(dāng) Zr 的含量超過 0.3%時,會Zr 相,從而對合金產(chǎn)生有害作用[16]。因此目前多采用熱處理勻析出 Zr,生成與基體共格具備 L12結(jié)構(gòu)的 Al3Zr 相,從而目的[17]。根據(jù) J. Taendl 等人的研究可知,Al3Zr 質(zhì)點(diǎn)阻礙鋁位錯及晶界,抑制合金的再結(jié)晶過程,最后完成細(xì)化晶粒。合金的力學(xué)性能,通常晶粒越細(xì)小,合金的力學(xué)性能將是亞穩(wěn)態(tài),Al3Zr(L12)相通過很長時間高溫退火處理而轉(zhuǎn)變而共格或者不共格關(guān)聯(lián),不存在固定的取向關(guān)聯(lián)。并且該平衡的強(qiáng)化鋁基體作用[18]。
究了 Cr 對于 Al-Mg 合金組織及性能的影響能夠在合金中形成 Al7Cr 相,從而提高合金的能力,提高基體和焊接接頭結(jié)合力,減輕焊接機(jī)制及研究現(xiàn)狀表第 21 號元素,是 3d 過渡型金屬,熔點(diǎn);顫姷幕瘜W(xué)性質(zhì)[33, 34]。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn),Sc 是的 Sc 就能對于鋁合金起到強(qiáng)烈的變質(zhì)作用,制合金再結(jié)晶,而且能夠顯著提高合金的強(qiáng)[35]。圖 1.3 為 Al-Sc 合金富鋁端二元相圖,根元系富鋁端發(fā)生包晶反應(yīng),其反應(yīng)溫度為 665研究認(rèn)為其實(shí)質(zhì)為共晶反應(yīng) L→Al+Al3Sc,其%,且 Al3Sc 為 L12結(jié)構(gòu),為面心立方晶格,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]淺談鋁合金在船舶與海洋工程中的應(yīng)用[J]. 陳昊杰. 建材與裝飾. 2017(30)
[2]鋁合金在船舶和海洋工程中的應(yīng)用[J]. 齊忠原,巫瑞智,王國軍,王強(qiáng),侯樂干. 輕合金加工技術(shù). 2016(01)
[3]微量Er、Zr對Al-1.5Mg合金微觀組織和性能的影響[J]. 佘欣未,蔣顯全,張雅琨,余啟航,楊錦. 功能材料. 2015(S2)
[4]船舶艦艇用鋁及鋁合金(2)[J]. 何健偉,王祝堂. 輕合金加工技術(shù). 2015(09)
[5]Zr,Yb,Cr對Al-Zn-Mg-Cu合金組織、斷裂和局部腐蝕行為的影響[J]. 方華嬋,巢宏,陳康華,張茁. 稀有金屬. 2015(08)
[6]5083鋁合金TIG焊接頭組織與性能分析[J]. 陳澄,薛松柏,孫乎浩,林中強(qiáng),李陽. 焊接學(xué)報. 2014(01)
[7]Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的斷裂韌性[J]. 張飛鵬,黃曉亞,徐開東,房慧,王新練,劉雅妹,張坤書. 金屬熱處理. 2013(12)
[8]微量Sc和Zr對Al-Mg-Mn合金組織與力學(xué)性能的影響[J]. 陳琴,潘清林,王迎,彭虹,張志野,尹志民. 中國有色金屬學(xué)報. 2012(06)
[9]鉺微合金化鋁合金的研究進(jìn)展[J]. 聶祚仁,文勝平,黃暉,李伯龍,左鐵鏞. 中國有色金屬學(xué)報. 2011(10)
[10]微合金化鋁合金的研究進(jìn)展[J]. 陳志國,楊文玲,王詩勇,舒軍. 稀有金屬材料與工程. 2010(08)
博士論文
[1]Al-Mg-Mn和Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金板材應(yīng)用性能及其相關(guān)基礎(chǔ)研究[D]. 彭勇宜.中南大學(xué) 2008
碩士論文
[1]鋁合金攪拌摩擦焊焊縫組織及腐蝕行為研究[D]. 徐倩.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[2]鋁合金7050攪拌摩擦焊接頭洋蔥環(huán)微觀組織與力學(xué)性能[D]. 邵慶豐.蘭州理工大學(xué) 2016
[3]鋁合金攪拌摩擦焊塑性流動模型[D]. 孫丙巖.蘭州理工大學(xué) 2007
本文編號:3504232
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