本文關(guān)鍵詞：高速列車用A6N01S和A7N01S鋁合金焊接接頭疲勞裂紋擴(kuò)展速率研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 鋁合金高速列車是現(xiàn)代化鐵路車輛的主流發(fā)展方向,世界各國均在大力發(fā)展鋁合金高速列車。制造出具有國際先進(jìn)水平的鋁合金高速列車,不但需要可靠的生產(chǎn)設(shè)備和優(yōu)秀的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),而且需要完善的制造技術(shù)和質(zhì)量保證體系,其中最關(guān)鍵的技術(shù)問題之一便是高速列車車體的焊接質(zhì)量控制。A6N01S和A7N01S鋁合金熱處理后具有良好的綜合性能,但這并不意味著其焊接接頭也具有如此良好的機(jī)械性能,并且多數(shù)焊接構(gòu)件在實(shí)際工程中承受一定的交變載荷。因此,研究A6N01S和A7N01S鋁合金在合適的焊接工藝下的焊接接頭的疲勞裂紋擴(kuò)展速率問題,用于推算焊接構(gòu)件的剩余使用壽命,對于高速列車的研制與開發(fā)具有很重要的指導(dǎo)意義。 本文通過對焊接接頭力學(xué)性能的研究,得出國產(chǎn)化A6N01S和A7N01S鋁合金配用ER5356焊絲的焊接接頭質(zhì)量符合高速列車用鋁合金的國際標(biāo)準(zhǔn)。A6N01S和A7N01S鋁合金鋁合金焊接接頭的熱影響區(qū)均出現(xiàn)了一個組織的軟化區(qū),焊接接頭的最薄弱處分別位于熱影響區(qū)的軟化區(qū)和焊縫中心。研究了A6N01S和A7N01S鋁合金焊接接頭各區(qū)域的光學(xué)顯微組織,總結(jié)出了兩種鋁合金焊接接頭軟化區(qū)組織的粗化是該區(qū)出現(xiàn)軟化的根本原因。 本文利用A6N01S和A7N01S鋁合金焊接接頭的三點(diǎn)彎曲SE(B)試樣的疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn),對這兩種焊接接頭以及母材的疲勞裂紋擴(kuò)展速率問題進(jìn)行了研究。對于A6N01S鋁合金,熱影響區(qū)的疲勞裂紋擴(kuò)展速率基本上處于最低的位置,但是由于其曲線的斜率較大,熱影響區(qū)的裂紋擴(kuò)展速率增長非�？�,隨著ΔK的不斷增大,與焊縫區(qū)的裂紋擴(kuò)展速率差距越來越小;對于兩類母材區(qū),很明顯地可以看到起始切口平行于板材擠壓方向的疲勞裂紋擴(kuò)展速率要快于另一類母材和焊縫區(qū),這種差別在高的應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍ΔK時表現(xiàn)地更為明顯;而焊縫區(qū)的裂紋擴(kuò)展速率與切口垂直于加工方向的母材相差不大,隨著ΔK的不斷增大,兩條曲線出現(xiàn)了兩次交點(diǎn),曲線之間的偏差非常小;對于A7N01S鋁合金焊接接頭,當(dāng)ΔK較小時,焊縫處的裂紋擴(kuò)展速率略大于熱影響區(qū)處,隨著ΔK的增大,兩者之差逐漸減小。通過兩種鋁合金焊接接頭疲勞裂紋擴(kuò)展速率的對比,A7N01S鋁合金焊接接頭裂紋擴(kuò)展速率大于A6N01S焊接接頭,但兩者之間的差別不大。因此,A6N01S和A7N01S鋁合金作為高速列車用的新型鋁合金,其MIG焊接接頭能夠表現(xiàn)處較好的抗裂紋擴(kuò)展能力,具有較好的抗疲勞性能。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 焊接接頭 力學(xué)性能 顯微組織 疲勞裂紋擴(kuò)展速率
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TG407
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 鋁合金高速列車車體的應(yīng)用及發(fā)展前景8-9
• 1.1.1 鋁合金車體在國外的應(yīng)用發(fā)展過程9
• 1.1.2 我國鋁合金車體的使用現(xiàn)狀及未來展望9
• 1.2 用于高速列車的鋁合金材料9-11
• 1.2.1 高速列車車體鋁合金材料的使用現(xiàn)狀10
• 1.2.2 鋁合金的組織和性能特點(diǎn)10-11
• 1.3 高速列車鋁合金焊接11-14
• 1.3.1 鋁合金焊接性11-12
• 1.3.2 鋁合金焊接方法的選擇12-13
• 1.3.3 焊接接頭組織和性能研究的意義13-14
• 1.4 鋁合金焊接結(jié)構(gòu)疲勞研究14-15
• 1.5 論文選題意義及研究內(nèi)容15-17
• 第二章 A6N01S和A7N01S鋁合金的焊接17-28
• 2.1 焊接工藝的確定17-19
• 2.1.1 基體金屬及填充金屬17-18
• 2.1.2 焊接工藝參數(shù)18-19
• 2.2 焊接接頭力學(xué)性能測試19-22
• 2.2.1 硬度測試及試驗(yàn)結(jié)果19-21
• 2.2.2 拉伸力學(xué)性能試驗(yàn)及結(jié)果21-22
• 2.3 焊接接頭顯微組織觀察22-25
• 2.4 焊接接頭性能與組織分析25-26
• 2.4.1 焊縫區(qū)的組織與性能25-26
• 2.4.2 熔合區(qū)的組織與性能26
• 2.4.3 熱影響區(qū)的組織與性能26
• 2.5 焊接缺陷分析26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第三章 疲勞裂紋擴(kuò)展速率28-38
• 3.1 試驗(yàn)過程28-31
• 3.1.1 試件類型與幾何尺寸28-29
• 3.1.2 試驗(yàn)設(shè)備29-30
• 3.1.3 等幅循環(huán)載荷30
• 3.1.4 預(yù)制疲勞裂紋試驗(yàn)30-31
• 3.1.5 疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)31
• 3.2 試驗(yàn)結(jié)果及處理31-37
• 3.2.1 焊接接頭疲勞裂紋形貌31-32
• 3.2.2 A6NO1S 鋁合金焊接接頭疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)結(jié)果32-35
• 3.2.3 A7NO1S 鋁合金焊接接頭疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)結(jié)果35-36
• 3.2.4 試驗(yàn)結(jié)果誤差性分析36-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第四章 疲勞裂紋擴(kuò)展速率及材料常數(shù)的計(jì)算38-49
• 4.1 da/dN 的計(jì)算38-39
• 4.2 △K 的計(jì)算39-40
• 4.3 材料常數(shù)C 和m 的計(jì)算40
• 4.4 疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)結(jié)果及討論40-48
• 4.4.1 A6N01S 鋁合金焊接接頭試驗(yàn)結(jié)果40-44
• 4.4.2 A7N01S 鋁合金焊接接頭試驗(yàn)結(jié)果44-47
• 4.4.3 試驗(yàn)結(jié)果對比47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 全文總結(jié)49-51
• 參考文獻(xiàn)51-55
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明55-56
• 致謝56

【引證文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 閆德俊;高速列車底架用鋁合金焊接接頭疲勞裂紋擴(kuò)展特性[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 聞向陽;A7N01鋁合金焊接接頭的組織及力學(xué)性能[D];長春理工大學(xué);2011年

2 閆忠杰;A7N01鋁合金焊接接頭疲勞強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 王林森;Al-Zn-Mg合金焊接接頭疲勞裂紋萌生特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

4 吳莉萍;核電用Z3CN20.09M鋼斷裂韌性及疲勞裂紋擴(kuò)展速率研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2012年

5 陳永紅;高速列車鋁合金車體側(cè)墻殘余應(yīng)力與變形數(shù)值模擬[D];西南交通大學(xué);2012年

6 黃昌軍;Al-Mg-Si-（Cu）合金顯微結(jié)構(gòu)對疲勞特性的影響[D];湖南大學(xué);2012年

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本文編號：272428