本文關(guān)鍵詞：Ti、Zr微合金化焊絲對2A12鋁合金焊縫組織及性能的影響

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【摘要】：2A12鋁合金具有良好的綜合力學(xué)性能,廣泛地應(yīng)用于航空航天、雷達天線、交通運輸?shù)裙I(yè)中。然而2A12鋁合金熔焊時不僅易產(chǎn)生熱裂紋,而且焊縫強度低、塑性差。晶粒細(xì)化是提高焊接接頭強度和塑性,改善接頭綜合力學(xué)性能重要的方法之一。目前普遍的方法是添加孕育劑來細(xì)化焊縫的組織。本文首先通過向鋁銅合金中分別單獨及復(fù)合添加Ti、Zr元素,對合金顯微組織及性能進行了分析。然后以此為參考設(shè)計了4種鋁銅合金焊絲,采用優(yōu)化的TIG焊接工藝參數(shù),對2A12鋁合金進行焊接。研究不同Ti、Zr含量的焊絲對2A12鋁合金焊縫組織及性能的影響。主要取得了以下研究成果:鋁銅合金中未添加Ti、Zr元素時,合金組織為粗大的樹枝晶;當(dāng)合金中單獨添加0.3%Ti或0.3%Zr時,合金組織有所細(xì)化,為細(xì)小的等軸晶,晶粒尺寸相比于未添加Ti、Zr的合金顯著減小。當(dāng)復(fù)合添加0.1%Ti和0.1%Zr元素時,對組織的細(xì)化效果要好于單獨添加Ti或Zr元素。當(dāng)Ti、Zr含量分別為0.3%、0.3%時,進一步細(xì)化晶粒,但此時組織中有粗大的析出相且部分發(fā)生偏聚,導(dǎo)致合金的抗拉強度有所降低。采用TIG焊對2A12鋁合金進行焊接,隨著焊接電流的增加,焊縫熔寬及熔深逐漸增加;隨著焊縫速度的增加,焊縫熔寬及熔深逐漸減小。當(dāng)焊接電流為81A、焊接速度為2.27mm/s時,能獲得一個良好的焊縫成形。隨著焊絲中Ti、Zr含量的增加,焊縫組織逐漸細(xì)化,可見Ti、Zr對2A12鋁合金焊縫組織復(fù)合細(xì)化作用是相容的。當(dāng)焊絲中Ti、Zr含量較少時,Ti、Zr在焊縫中形成Al3Ti,Al3Zr作為焊縫的非均勻形核核心促進組織細(xì)化;當(dāng)焊絲中Ti、Zr含量進一步增加,在焊縫中除形成Al3Ti和Al3Zr外還形成了Al3(Ti,Zr)相粒子充當(dāng)焊縫的形核核心促進組織細(xì)化。當(dāng)焊絲中Ti為0.248%,Zr為0.244%時,焊縫組織最為細(xì)小,對焊縫細(xì)化效果最好,接頭強度和塑性最高。
【關(guān)鍵詞】：2A12鋁合金 非均勻形核 組織細(xì)化
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG457.14
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 選題依據(jù)、目的和意義8-9
• 1.2 鋁銅合金焊接研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 孕育劑對鋁合金焊接接頭性能的影響10-11
• 1.4 鋁合金孕育劑的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.5 鋁合金的晶粒細(xì)化機制13-16
• 1.5.1 簡單粒子理論13-15
• 1.5.1.1“碳化物-硼化物”粒子理論13-14
• 1.5.1.2 包晶理論14-15
• 1.5.2 復(fù)雜粒子理論15
• 1.5.3 雙重形核理論15-16
• 1.6 研究的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 試驗材料和試驗方法18-24
• 2.1 試驗材料18
• 2.2 試驗方法18-24
• 2.2.1 試驗技術(shù)路線18-19
• 2.2.2 試驗設(shè)備19
• 2.2.3 合金成分設(shè)計及熔煉19-20
• 2.2.4 焊接工藝20-21
• 2.2.5 鋁銅合金鑄錠組織及性能分析21-22
• 2.2.6 焊接接頭組織性能分析22-24
• 第3章 焊絲成分的設(shè)計24-31
• 3.1 Ti、Zr對鋁銅合金顯微組織的影響24-28
• 3.2 不同Ti、Zr含量對鋁銅合金力學(xué)性能的影響28-29
• 3.3 焊絲成分的制定29-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 2A12鋁合金TIG焊接工藝研究31-39
• 4.1 焊接工藝參數(shù)對焊縫成形的影響31-33
• 4.1.1 焊接電流對焊縫成形的影響31-32
• 4.1.2 焊接速度對焊縫成形的影響32-33
• 4.2 焊接工藝參數(shù)對接頭組織的影響33-38
• 4.2.1 焊接電流對接頭組織的影響33-37
• 4.2.2 焊接速度對接頭組織的影響37-38
• 4.3 本章小結(jié)38-39
• 第5章 Ti、Zr對 2A12鋁合金焊縫組織及性能的影響39-58
• 5.1 不同Ti、Zr含量的Al-Cu合金焊絲顯微組織39-41
• 5.2 Ti、Zr對 2A12鋁合金焊接接頭組織的影響41-50
• 5.2.1 Ti、Zr對 2A12鋁合金接頭jk截面組織的影響41-44
• 5.2.2 Ti、Zr對 2A12鋁合金焊縫表面組織的影響44-50
• 5.3 不同焊絲對接頭力學(xué)性能的影響50-54
• 5.3.1 不同焊絲對接頭顯微硬度的影響50-51
• 5.3.2 接頭抗拉強度分析51-52
• 5.3.3 不同焊絲焊接接頭斷裂表面形貌52-53
• 5.3.4 Ti、Zr對 2A12鋁合金焊接接頭拉伸斷.的影響53-54
• 5.4 Al-Cu合金焊絲DSC熱分析曲線54-56
• 5.5 2A12鋁合金焊縫DSC熱分析曲線56-57
• 5.6 本章小結(jié)57-58
• 第6章 結(jié)論58-59
• 參考文獻59-63
• 碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63-64
• 致謝64-65

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1 章橋新，張東明;Ti（C、N）基金屬陶瓷材料的制備及應(yīng)用[J];新技術(shù)新工藝;1996年01期

2 汪琳囿,熊翔,黃伯云;Ti與Al反應(yīng)合成TiAl基合金的過程和機理[J];粉末冶金技術(shù);1996年04期

3 肖英龍;重鋼應(yīng)用微V，Ti處理技術(shù)開發(fā)系列低溫壓力容器鋼板[J];鋼鐵釩鈦;1995年01期

4 李良;周愛國;李正陽;王李波;;TiH_2做Ti源合成Ti_2AlC/Ti_3AlC_2及熱分析[J];硅酸鹽通報;2013年01期

5 魏壽庸;盧其超;胡宗式;竇永慶;;Ti—3Al—2.5V合金的生產(chǎn)工藝與性能[J];稀有金屬合金加工;1981年06期

6 哈森其木格，，王悅，崔湘浩，安素榮，孫春亭;鈦和釩開環(huán)夾心化合物的合成及取代戊二烯基與Ti（Ⅱ）和V（Ⅱ）的反應(yīng)[J];合成化學(xué);1996年02期

7 脫祥明，彭益群，周光爵，李陽，文雪蓉;Ti－6242S合金成份對性能的影響[J];稀有金屬;1995年06期

8 朱知壽，顧家琳，陳南平;循環(huán)相變時Ti的組織與織構(gòu)取向變化規(guī)律研究[J];金屬學(xué)報;1996年02期

9 陳麗芳,劉詠,湯慧萍,劉海彥,黃愿平;原位生成TiC顆粒增強Ti基復(fù)合材料的顯微組織[J];稀有金屬材料與工程;2005年10期

10 楊月英;林峰;王建江;劉宏偉;;團聚粉改性對反應(yīng)噴涂Ti(C,N)-TiB_2復(fù)相陶瓷涂層的影響[J];熱加工工藝;2006年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙昆;劉仁培;董祖玨;;稀土元素和Ti對CrMoWVTi系合金堆焊金屬性能的影響[A];第九次全國焊接會議論文集（第1冊）[C];1999年

2 姜愛民;蔣顯全;陳異;;氮氣氛燒結(jié)WC-TiC-Co硬質(zhì)合金時Ti在表面的富集現(xiàn)象研究[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（第6分冊）[C];2010年

3 甄超;劉崗;逯高清;成會明;;Ti片上生長特定晶面暴露和缺陷可調(diào)金紅石相TiO_2薄膜光電及光電解水性能[A];第十三屆全國太陽能光化學(xué)與光催化學(xué)術(shù)會議學(xué)術(shù)論文集[C];2012年

4 李素芬;楊麗杰;霍貴成;;肉仔雞對大豆中胰蛋白酶抑制因子(TI)耐受性的研究[A];第三屆全國飼料營養(yǎng)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];1998年

5 郭麗紅;孟明;劉詠;;Ti基復(fù)合載體負(fù)載BaMnO_3鈣鈦礦催化劑的儲氮性能研究[A];第十一屆全國青年催化學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];2007年

6 王懷勝;劉勇;魏彥波;沈嵐;飛躍;;鈾及鈾鈮合金中Zr,Ti化學(xué)光譜測定[A];中國工程物理研究院科技年報（2000）[C];2000年

7 姚陳;王峗;陳文康;;強煤巖TI和裂隙復(fù)合各向異性[A];中國地球物理·2009[C];2009年

8 秦緒榜;茹錚;王先進;;潤滑對加Ti超低碳熱軋板性能的影響[A];1997中國鋼鐵年會論文集（下）[C];1997年

9 吳健鵬;譚佳梅;張超;張永錕;汪水澤;譚文;;Ti對武鋼CSP集裝箱鋼組織與性能影響探討[A];科技引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)、支撐跨越發(fā)展——第六屆湖北科技論壇論文集萃[C];2011年

10 陳剛;符春林;劉輝江;彭曉東;蔡葦;鄧小玲;冉少念;;Ti摻雜對鈮酸鍶超高溫壓電陶瓷介電、鐵電性能的影響[A];2011中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第二卷）[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;TI無線感應(yīng)識別系統(tǒng)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用[N];中國電子報;2003年

2 ;TI全新四款達芬奇處理器深入汽車、家庭市場[N];電子資訊時報;2006年

3 ;TI推出多標(biāo)準(zhǔn)基站開發(fā)平臺[N];人民郵電;2008年

4 記者 李文峰邋通訊員 劉亞鵬 彭忠紅;“時代電氣”與“TI”共建實驗室[N];湖南日報;2008年

5 縱強;小議戰(zhàn)場△TI[N];解放軍報;2009年

6 ;TI與Wintech推出可視電話開發(fā)平臺[N];人民郵電;2005年

7 小宇;TI移相擴容式控制器[N];電子資訊時報;2006年

8 ;TI推出全新橋接組件[N];中國電子報;2000年

9 英;TI低成本 TPS40K DC/DC 控制器[N];計算機世界;2006年

10 ;TI的Wi-Fi芯片特別節(jié)能[N];計算機世界;2002年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 向道平;基于納米TiO_2碳熱還原氮化制備Ti（C，N）的相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];四川大學(xué);2007年

2 孫凱;Ti 6Al 4V合金中絕熱剪切帶之間相互作用規(guī)律及其對抗多次打擊性能的影響[D];北京理工大學(xué);2014年

3 袁寶國;置氫Ti 6Al 4V合金室溫變形行為及改性機理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

4 朱艷;SiC纖維增強Ti基復(fù)合材料界面反應(yīng)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2003年

5 穆云超;Ti/C_(0.36)N_(0.64)為原料合成Ti(C,N)及相關(guān)化合物的研究[D];燕山大學(xué);2012年

6 王娜;Ti改性USY型分子篩特性及其重油催化裂化活性的研究[D];天津大學(xué);2013年

7 周書助;超細(xì)Ti（CN）基金屬陶瓷粉末成形性能及刀具材料的研究[D];中南大學(xué);2006年

8 王賽玉;碳納米管對Ti（C，N）基金屬陶瓷組織性能的影響[D];華中科技大學(xué);2006年

9 熊仁金;Ti摻雜NaAIH_4體系的儲氫性能及其催化機理研究[D];中國工程物理研究院;2013年

10 李和平;Ti基功能陶瓷納米纖維的電紡絲法制備與性能[D];清華大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳和;Ti、Zr微合金化焊絲對2A12鋁合金焊縫組織及性能的影響[D];南昌航空大學(xué);2015年

2 陳錫廣;Ti（C，N）顆粒增強鐵基復(fù)合材料制備工藝及性能的研究[D];廣西大學(xué);2012年

3 董立峰;TI汽車集團中國發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];吉林大學(xué);2008年

4 張桐桐;基于Ti-(Al-Si)體系Ti_5Si_3/TiAl復(fù)合材料板材制備與力學(xué)性能[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

5 童宏揚;以Ti為基體的電極材料的開發(fā)應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];揚州大學(xué);2004年

6 李馨;外部環(huán)境對我國TI企業(yè)國際化營銷戰(zhàn)略的影響因素研究[D];電子科技大學(xué);2006年

7 崔佳;Ti對鑄造Zn-Al-Cu-Mn-Mg合金力學(xué)及腐蝕性能的影響[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2012年

8 李莉平;碳鋼表面雙輝滲鍍TiC及Ti（CN）膜的工藝和性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

9 劉新;Ti~(3+)自摻雜納米TiO_2的制備及其可見光催化性能研究[D];魯東大學(xué);2014年

10 金犁;多弧離子鍍制備Ti_（1-x）Al_xN薄膜的工藝及其性能研究[D];武漢科技大學(xué);2006年

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