【摘要】：本文對2060和2A97兩種高強鋁合金攪拌摩擦焊接頭不同區(qū)域的微觀組織進行表征,結(jié)合差示掃描量熱分析法分析了第二相粒子的種類、尺寸和分布及其在焊接過程中的溶解析出行為。研究了在近海大氣暴露下的高強鋁合金攪拌摩擦焊接頭上下表面的腐蝕形貌及腐蝕演變規(guī)律;測試高強鋁合金攪拌摩擦焊接頭在近海大氣環(huán)境長期暴露后的拉伸性能變化;研究焊后熱處理對兩種高強鋁合金攪拌摩擦焊接頭長期暴露下的腐蝕行為及拉伸性能的影響。接頭組織分析表明:2060鋁合金攪拌摩擦焊接頭主要存在著θ’(Al_2Cu)相,T_1(Al_2CuLi)相,在焊核區(qū)(NZ)和熱機械影響區(qū)(TMAZ)還存在著大量GP區(qū)和δ’(Al_3Li)相,硬度表現(xiàn)為TMAZ最低,母材(BM)和NZ的硬度相當(dāng);2A97攪拌摩擦焊接頭NZ存在大量GP區(qū)以及少量的δ'相和T_1相;BM,TMAZ,熱影響區(qū)(HAZ)有大量T_1相和少量GP區(qū)和δ'相,硬度表現(xiàn)為NZ硬度最低,由NZ到BM硬度值越來越大。原始態(tài)接頭腐蝕行為和拉伸性能表明:2060和2A97兩種高強鋁合金焊態(tài)攪拌摩擦焊接頭腐蝕形式均為點蝕,腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域為熱影響區(qū);經(jīng)過長期暴露,2060鋁合金攪拌摩擦焊接頭的硬度除焊核區(qū)外其他各區(qū)均有明顯的提升,抗拉強度和延伸率提高;2A97鋁合金攪拌摩擦焊接頭比2060鋁合金攪拌摩擦焊接頭耐腐蝕性差,接頭各區(qū)硬度除焊核區(qū)外其他各區(qū)均下降,且抗拉強度和延伸率下降。焊后熱處理態(tài)接頭腐蝕行為和拉伸性能表明:焊后熱處理態(tài)2060和2A97兩種高強鋁合金攪拌摩擦焊接頭硬度和拉伸性能大幅度提升,但在海洋大氣環(huán)境下暴露一年后,接頭表面各區(qū)受腐蝕程度嚴(yán)重,被侵蝕程度高于焊態(tài)接頭,且接頭整體拉伸性能下降,表現(xiàn)為無延伸率的韌性斷裂;焊后熱處理方式不適用于在近海環(huán)境下使用的2060和2A97鋁合金攪拌摩擦焊接頭。
【圖文】：

試樣的截面依次用 400＃、800＃、1000＃、1500＃磨拋光，將磨好的試樣在低速拋光機上進行機械拋光2 ml HF + 3 ml HCl + 5 ml HNO3+ 190 ml H2O）浸rt 200MAT 型金相顯微鏡下觀察試樣各區(qū)域截面微熱分析 在母材、熱影響區(qū)、熱機械影響區(qū)及軸肩作質(zhì)量約為 10 mg。采用 NETSCH STA449C 綜合熱SC)分析。升溫速率：20 K/min。及形貌觀察驗 圖 2-1 為大氣暴露下的鋁合金試板。在把鋁合金的表面進行簡單的清理工作：先用丙酮清洗試樣表除去試樣表面的丙酮以及殘留物質(zhì)；最后再用脫脂棉兩遍。大氣腐蝕實驗地點選在近海工廠，試板與水陽放置。大氣試板試驗周期為 12 個月。

最終影響焊縫的力學(xué)性能。3.1.1 2060 鋁合金 FSW 接頭顯微組織圖 3-1 為 2060 鋁合金攪拌摩擦焊接頭橫截面的金相組織圖。攪拌摩擦焊接頭一般分為四個區(qū)域：圖 3-1(b)所示為母材組織，晶粒呈板條狀并沿軋制方向拉長，為典型的軋制組織；圖 3-1(c)所示為熱影響區(qū)組織，熱影響區(qū)組織沒有受到攪拌頭和軸肩的機械作用，只是受到了焊接熱循環(huán)的影響，晶粒發(fā)生了一定程度的粗化，因此其組織和母材相似，仍然為典型的軋制組織，晶粒呈方向性的板條狀；圖 3-1(d)所示為熱機械影響區(qū)，該區(qū)域位于焊核區(qū)與熱影響區(qū)之間。在攪拌摩擦焊過程中，熱機械影響區(qū)除了要經(jīng)歷一定程度的關(guān)于溫度方向上的變化以外，還要經(jīng)歷一定程度的關(guān)于塑性變形方向上的一些變化，而熱機械影響區(qū)的主要的組織特征就是它的結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大程度的高度變形。在金屬發(fā)生特定流動的方向上存在著一些晶粒
【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】：2018
【分類號】：TG453.9

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本文編號：2602710