為提高5083鋁合金焊接接頭的力學性能,本實驗制備了不同Sc、Zr含量的5356焊絲。使用光學顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、電子探針顯微分析儀（EPMA）研究了5356焊材鑄錠和5083鋁合金焊縫的微觀組織,并測試了焊件的硬度和拉伸性能。結果表明:單獨添加含量為0.2wt%的Sc與Zr均能有效細化5356合金晶粒,添加Zr的細化效果更好。同時添加Sc與Zr能更進一步細化合金晶粒度,分別添加0.2wt%Sc+0.1wt%Zr、 0.2wt%Zr+0.1wt%Sc時,晶粒尺寸約為29μm,較未添加微量元素合金晶粒尺寸減小約78.5%。0.2 wt%Sc以及0.2 wt%Sc+0.1 wt%Zr焊絲可顯著細化焊縫晶粒并提升其力學性能。當使用0.2 wt%Sc+0.1 wt%Zr改性焊絲時,焊縫熔化區(qū)平均晶粒尺寸為15μm,是使用未改性焊絲制得熔化區(qū)晶粒尺寸（62μm）的24%,抗拉強度為343 MPa,提升15%。 

【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(19)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

Sc、Zr微合金化對5356合金金相組織及晶粒尺寸的影響

圖2為5356樣品的SEM圖像，表2為圖2中部分第二相的EDS結果。如圖2(a）所示：晶界處觀察到粗大相和塊狀相，晶粒中觀察到點狀顆粒。根據(jù)表2中EDS結果，晶界處相被認定為Al6Mn[9]，而點狀顆粒被推測為Al8Mg5[12]。合金添加0.2%Sc后，Al6Mn相呈現(xiàn)棒狀和葉狀。在2#中沒有檢測到Sc相，這可能是因為Sc的添加量不足以形成初生相。圖2(c）顯示在晶界處檢測到含Zr的顆粒，EDS結果表明該粒子為Al3Zr，這說明在凝固過程中有Al3Zr顆粒在熔體中析出。表2 圖2中相應點的EDS結果(原子分數(shù)，%)

圖2 5356合金SEM圖像從圖2(d）、（e）中觀察到細小的、三角形的和四邊形的第二相顆粒，其EDS結果顯示該粒子為Al3Sc與Al3Zr。與2#相比，在同時加入Sc和Zr后，含Sc粒子出現(xiàn)在合金中（2#中未發(fā)現(xiàn)含Sc相）。圖2(f）為圖2(e）方框中復合結構的高倍圖，使用SEM線掃分析該粒子有“Al3Sc/Al3Zr+α-Al+Al3Sc/Al3Zr”的多層結構，它們也在4#中析出。Zhou[6]等人在Al-Mg-Sc合金中也發(fā)現(xiàn)了類似的結構，他們使用原子力顯微鏡和SEM線掃研究了這些粒子，發(fā)現(xiàn)它們是由α-Al和Al3Sc組成的多層結構，而不是僅有Al3Sc相。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]退火溫度對5182鋁合金冷軋板顯微組織和性能的影響[J]. 張立生.  熱加工工藝. 2020(06)
[2]變極性TIG焊電弧燃燒穩(wěn)定性與恒占空比控制[J]. 劉博,朱志明,楊中宇,符平坡.  焊接學報. 2019(01)



本文編號：3017242