本文關(guān)鍵詞：異質(zhì)金屬攪拌摩擦焊接頭界面結(jié)構(gòu)及其性能優(yōu)化

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【摘要】：本論文以工業(yè)純Al、純Cu及AZ31鎂合金為異質(zhì)金屬攪拌摩擦焊接的研究材料,以進(jìn)一步提高焊后異質(zhì)接頭的力學(xué)性能和探索其界面行為目的,以攪拌摩擦焊、冷軋?zhí)幚怼⑼嘶鹛幚頌槭侄?優(yōu)化接頭的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能,并重點探討了異質(zhì)接頭的界面結(jié)構(gòu)對其力學(xué)性能的影響關(guān)系。采用大軸肩攪拌頭、攪拌針偏置、中等攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度和低焊接速度的攪拌摩擦焊接工藝成功地焊接出了沒有缺陷的Al-Cu和Al-Mg異質(zhì)接頭,為了進(jìn)一步提高異質(zhì)接頭的力學(xué)性能,對Al-Cu異質(zhì)攪拌摩擦焊接頭進(jìn)行了冷軋結(jié)合隨后退火的綜合處理;為了進(jìn)一步探索異質(zhì)界面金屬間化合物對接頭力學(xué)性能的影響關(guān)系,對Al-Mg異質(zhì)攪拌摩擦焊接頭進(jìn)行了焊后退火處理。采用焊后冷軋結(jié)合隨后退火的綜合處理方法制備出了高強度及優(yōu)異塑性的Al-Cu異質(zhì)對接薄板。接頭的抗拉強度由焊態(tài)的79 MPa提高到了焊后冷軋退火態(tài)的231 MPa,延伸率由1.0%提高到了17.5%,并且接頭拉伸斷裂發(fā)生在Al-Cu界面的現(xiàn)象經(jīng)冷軋?zhí)幚砗蟮玫搅艘种?斷裂模式由脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂。力學(xué)性能提高的主要機理是Al-Cu界面金屬間化合物的分布發(fā)生向水平面方向傾轉(zhuǎn)、焊縫組織的改善、性能梯度和焊縫內(nèi)部拘束效應(yīng)的降低。在冷軋后的退火過程中,隨著退火溫度或時間的增加,接頭的強度下降,延伸率先上升后下降,斷裂模式由脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂,然后又從韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔�。Al-Cu界面金屬間化合物在退火過程中有明顯地長大,長大機制為體擴散機制。Al-Mg異質(zhì)金屬攪拌摩擦焊焊態(tài)接頭的拉伸力學(xué)性能與母材純Al相當(dāng),斷裂位置發(fā)生在焊核Al側(cè),斷裂模式為韌性斷裂;焊態(tài)接頭在隨后的退火過程中隨著退火時間的增加,接頭的強度下降,延伸率也急劇下降,斷裂位置轉(zhuǎn)而發(fā)生在Al-Mg界面處,斷裂模式為脆性斷裂。在退火過程中Al-Mg界面IMC層有明顯地長大,通過X射線衍射及DSC綜合分析發(fā)現(xiàn)在焊態(tài)及退火焊縫中有Al12Mg17、Al3Mg2化合物。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG453.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1260858