本文關(guān)鍵詞：噴射成形7055鋁合金水下攪拌摩擦焊接頭強(qiáng)化機(jī)理研究

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【摘要】：噴射成形7055鋁合金以其高強(qiáng)高韌的特性,在航空航天等工業(yè)中受到廣泛關(guān)注,而制約其應(yīng)用的焊接問(wèn)題也成為業(yè)界的焦點(diǎn)。由于噴射成形工藝的特殊性,使得傳統(tǒng)的攪拌摩擦焊已無(wú)法滿(mǎn)足該種材料的焊接需求。本文通過(guò)水下攪拌摩擦焊,在攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度(S)為1550rpm焊接速度(F)為155mm/min的參數(shù)下成功焊接了噴射成形7055鋁合金,獲得了無(wú)缺陷的焊接接頭,抗拉強(qiáng)度可達(dá)402.48MPa(相當(dāng)于母材強(qiáng)度的75%),延伸率為1.52%,遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)攪拌摩擦焊接頭。水下接頭硬度值呈對(duì)稱(chēng)的“W”形,改善了傳統(tǒng)接頭硬度分布不均勻,熱影響區(qū)范圍大的缺點(diǎn)。通過(guò)SEMEDS、DSC、XRD、TEM等微觀分析手段對(duì)水下接頭與同參數(shù)下傳統(tǒng)攪拌摩擦焊接頭組織進(jìn)行對(duì)比研究。結(jié)果表明,相較于傳統(tǒng)攪拌摩擦焊接頭而言,大溫度梯度的水下焊接使接頭中黑灰偏聚區(qū)減少,EDS分析顯示該區(qū)域的Mg:Zn≈1:2,與母材相近。通過(guò)參考平衡相圖,標(biāo)定了水下接頭DSC曲線峰值含義,發(fā)現(xiàn)其主要出現(xiàn)G.P.區(qū)和Mg-Zn相的變化,通過(guò)XRD分析進(jìn)一步確定了水下接頭中的相,其中主要起強(qiáng)化作用的為Mg Zn2和Mg2Zn3,且Mg Zn2數(shù)量居多,使接頭較大程度上保留了母材的優(yōu)良性能。TEM檢測(cè)確定了其主要強(qiáng)化相Mg Zn2與基體有良好的半共格關(guān)系,即接頭強(qiáng)化效果最優(yōu)。綜上,水下攪拌摩擦焊接頭強(qiáng)化機(jī)理可歸結(jié)為通過(guò)改變接頭冷卻方式,獲得了強(qiáng)化效果較佳的組織形態(tài),通過(guò)沉淀相的共格強(qiáng)化提高接頭性能。根據(jù)所分析的水冷條件下噴射成形7055鋁合金接頭強(qiáng)化機(jī)理,文章還通過(guò)改變焊接參數(shù)及改變冷卻介質(zhì)的溫度,進(jìn)一步探究了水下攪拌摩擦焊接頭性能調(diào)節(jié)方式。從改變焊接參數(shù)的角度上而言,提高攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度的的調(diào)節(jié)方式優(yōu)于改變焊接速度的調(diào)節(jié)方式,接頭中強(qiáng)化相主要圍繞Mg-Zn和Al-Cu相的變化,在高轉(zhuǎn)速+高焊速的參數(shù)下可獲得綜合性能較高的接頭;從改變冷卻介質(zhì)溫度來(lái)說(shuō),高溫的冷卻介質(zhì)可以更好的保證接頭的性能,在高溫介質(zhì)中焊接的接頭強(qiáng)度可超過(guò)母材強(qiáng)度的85%,延伸率也獲得了較大的提高,高溫接頭的優(yōu)良性能除了來(lái)自強(qiáng)化相Mg Zn2、Mg2Zn3外,還得益于接頭中產(chǎn)生的i型Al32(Mg,Zn)49相。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG457.14

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3 王清f，

本文編號(hào)：1283587