本文關(guān)鍵詞：提高焊核區(qū)晶粒結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性的攪拌摩擦焊接新方法

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【摘要】：攪拌摩擦焊是一種新型的固相連接技術(shù),很好解決了高強(qiáng)鋁合金傳統(tǒng)熔焊難以焊合的問題,在焊縫組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能上也有著明顯的優(yōu)越性。然而,受制于焊后熱處理中焊核區(qū)細(xì)晶結(jié)構(gòu)異常晶粒長大現(xiàn)象,航空航天、列車、汽車制造等領(lǐng)域的一些工藝條件下攪拌摩擦焊接頭成型性能和力學(xué)性能會有所下降。提高焊核區(qū)細(xì)晶結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性成為本領(lǐng)域研究的關(guān)鍵問題之一。本文采用添加焊料的攪拌摩擦焊接新方法,通過改進(jìn)工藝條件在焊核區(qū)引入彌散分布的第二相顆粒,對焊核區(qū)細(xì)晶結(jié)構(gòu)晶界產(chǎn)生釘扎作用。通過光學(xué)顯微鏡、掃面電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等表征手段,研究了焊料與基體原為化合反應(yīng)機(jī)理,和第二相顆粒的分布及其對焊核區(qū)晶粒結(jié)構(gòu)的影響,并驗(yàn)證了焊接新方法對提高焊核區(qū)細(xì)晶結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性的作用。通過表征和分析,發(fā)現(xiàn)焊料與基體發(fā)生原位反應(yīng)生成納米級金屬間化合物粒子。攪拌摩擦焊過程中瞬時(shí)高溫和強(qiáng)變形的特性是引發(fā)金屬間化合反應(yīng)的直接因素。金屬間化合反應(yīng)是高溫引起的擴(kuò)散型固態(tài)相變,材料流動的機(jī)械作用大大加速了相變的進(jìn)行。由于攪拌摩擦焊接過程中材料宏觀流動劇烈而微觀流動有限,微米級金屬顆粒與納米級金屬間化合物顆粒在焊核區(qū)彌散行為存在差異。微米級別金屬顆粒隨著焊接道次數(shù)的增加,彌散程度明顯加劇,在四道次后由原始的聚集狀態(tài)轉(zhuǎn)為彌散分布于焊核區(qū),而納米粒子大多仍呈聚集狀態(tài)。焊料的添加使得焊核區(qū)第二項(xiàng)濃度明顯高于母材。分析第二相顆粒的分布和焊核區(qū)晶粒結(jié)構(gòu)可知,第二相顆粒濃度越大的區(qū)域,再結(jié)晶晶粒在長大過程中所受到的釘扎作用越強(qiáng),越能保持細(xì)小的晶粒結(jié)構(gòu)。熱處理實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)表明,整個(gè)焊核區(qū)未發(fā)生異常晶粒長大。第二相顆粒濃度高的區(qū)域,晶粒正常長大程度低于無第二相顆�；蝾w粒濃度較低的區(qū)域。理論上應(yīng)該發(fā)生異常晶粒長大的細(xì)晶區(qū)域,由于第二相顆粒的存在,細(xì)晶結(jié)構(gòu)得以保持。晶粒結(jié)構(gòu)較大的區(qū)域由于本身不具備異常晶粒長大的條件也避免了異常長大的發(fā)生。結(jié)果表明添加焊料在焊核區(qū)引入第二相顆粒對焊核區(qū)再結(jié)晶晶粒長大和焊后熱處理中異常晶粒長大起著雙重限制作用。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG453.9

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1 汪建華,姚舜,魏良武,戚新海;攪拌摩擦焊接的傳熱和力學(xué)計(jì)算模型[J];焊接學(xué)報(bào);2000年04期

2 王德慶,劉日明,丁成鋼,劉書華;攪拌摩擦焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J];大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào);2002年01期

3 彭成章,周鵬展,黃明輝;2024鋁合金的攪拌摩擦焊接工藝及顯微組織[J];湘潭礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2002年02期

4 劉小文,鄢君輝,薛朝改,段立宇;銅板攪拌摩擦焊接頭金相組織及力學(xué)性能[J];焊接學(xué)報(bào);2003年06期

5 劉小文,薛朝改,張小劍;銅板攪拌摩擦焊接工藝優(yōu)化[J];焊接;2003年12期

6 王希靖,郭瑞杰,阿榮,韓曉輝;攪拌摩擦焊接頭的溫度檢測[J];電焊機(jī);2004年01期

7 林三寶,張華,趙衍華,吳林,馮吉才;攪拌摩擦焊接塑性流體流動的常用研究方法[J];電焊機(jī);2004年S1期

8 趙衍華,林三寶,賀紫秋,吳林;二維攪拌摩擦焊接過程的數(shù)值模擬[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2005年06期

9 趙衍華,林三寶,吳林,賀紫秋;攪拌摩擦焊接過程流體數(shù)值模擬概述[J];電焊機(jī);2005年08期

10 張昭,陳金濤,張洪武;攪拌摩擦焊接中壓緊力的變化對焊接過程的影響[J];航空材料學(xué)報(bào);2005年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張昭;陳金濤;劉亞麗;張洪武;;不同材料的攪拌摩擦焊接數(shù)值模擬[A];中國計(jì)算力學(xué)大會'2010（CCCM2010）暨第八屆南方計(jì)算力學(xué)學(xué)術(shù)會議（SCCM8）論文集[C];2010年

2 張昭;劉亞麗;張洪武;;攪拌摩擦焊接中缺陷生成的數(shù)值模擬[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

3 王衛(wèi)兵;郭曉娟;;攪拌摩擦焊接熱分析過程有限元模型的建立[A];第二屆民用飛機(jī)制造技術(shù)及裝備高層論壇資料匯編（論文集）[C];2010年

4 張利國;姬書得;姜文輝;;攪拌摩擦焊接頭宏觀形貌的研究現(xiàn)狀[A];第二屆民用飛機(jī)制造技術(shù)及裝備高層論壇資料匯編（論文集）[C];2010年

5 賈洪德;張春杰;黃征;;推進(jìn)劑貯箱薄壁箱底攪拌摩擦焊接[A];第十六次全國焊接學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

6 劉亞麗;張昭;陳金濤;張洪武;;攪拌摩擦焊接數(shù)值模擬的網(wǎng)格敏感性分析[A];中國計(jì)算力學(xué)大會'2010（CCCM2010）暨第八屆南方計(jì)算力學(xué)學(xué)術(shù)會議（SCCM8）論文集[C];2010年

7 李鯤鵬;郭倫春;萬發(fā)榮;龍毅;;攪拌摩擦焊接過程中的組織結(jié)構(gòu)與焊接工藝的關(guān)系[A];第六屆21世紀(jì)中國焊接技術(shù)研討會暨第四屆計(jì)算機(jī)在焊接中的應(yīng)用交流會論文專刊[C];2004年

8 蘇曉莉;王快社;周俊杰;王訓(xùn)宏;;鋁合金攪拌摩擦焊接參數(shù)對溫度場的影響[A];全國第十三屆輕合金加工學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

9 劉會杰;陳迎春;馮吉才;;2219-0鋁合金攪拌摩擦焊接技術(shù)研究[A];第十一次全國焊接會議論文集（第1冊）[C];2005年

10 劉小文;楊寧寧;穆耀釗;;異種金屬攪拌摩擦焊接頭的組織與力學(xué)性能[A];第十一次全國焊接會議論文集（第1冊）[C];2005年

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1 吳思;攻關(guān)能手的完美追求[N];中國航天報(bào);2009年

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1 張昭;攪拌摩擦焊接過程中材料行為及力學(xué)響應(yīng)的數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2006年

2 張忠科;攪拌摩擦焊接過程的多場檢測及耦合關(guān)鍵問題研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年

3 謝廣明;攪拌摩擦焊接鎂及銅合金的微觀組織和力學(xué)性能[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

4 李兵;6063鋁合金薄板攪拌摩擦焊接工藝及機(jī)理的研究[D];東北大學(xué);2009年

5 劉德佳;攪拌摩擦焊接鎂合金微區(qū)織構(gòu)、力學(xué)性能與斷裂機(jī)制[D];重慶大學(xué);2014年

6 張正偉;攪拌摩擦焊接構(gòu)件殘余狀態(tài)和疲勞壽命研究[D];大連理工大學(xué);2014年

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1 梁春朗;攪拌摩擦焊接5083-H321鋁合金板材的晶體取向演變[D];廣東工業(yè)大學(xué);2013年

2 陶娟;鋁—銅異種金屬攪拌摩擦焊接機(jī)理和工藝研究[D];南京理工大學(xué);2015年

3 陳吉;提高焊核區(qū)晶粒結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性的攪拌摩擦焊接新方法[D];上海交通大學(xué);2015年

4 楊昭;2219鋁合金攪拌摩擦焊接板材塑性成形性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 王訓(xùn)宏;攪拌摩擦焊接過程中的若干問題研究[D];西安建筑科技大學(xué);2007年

6 李樹偉;鋁合金攪拌摩擦焊接頭疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)研究[D];蘭州理工大學(xué);2008年

7 項(xiàng)俊鋒;載流—攪拌摩擦焊接行為的有限元分析[D];重慶大學(xué);2013年

8 邸曙升;7075鋁合金攪拌摩擦焊接頭疲勞性能評定和缺陷分析的研究[D];天津大學(xué);2007年

9 錢曉強(qiáng);鋁合金攪拌摩擦焊接頭腐蝕行為研究[D];天津大學(xué);2007年

10 蘇曉莉;5A02鋁合金攪拌摩擦焊接工藝及溫度場研究[D];西安建筑科技大學(xué);2006年

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本文編號：1287057