利用光學(xué)顯微鏡、透射電子顯微鏡、顯微硬度計(jì)和萬(wàn)能拉伸試驗(yàn)機(jī)等分析手段,表征了Al-Zn-Mg-Cu-Zr-(Sc)合金攪拌摩擦焊(FSW)接頭的顯微組織和性能,探究了Sc元素對(duì)改善超高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金焊接性能的作用機(jī)制.結(jié)果表明:Al-Zn-Mg-Cu-Zr-(Sc)合金焊接接頭具有相似的組織特征,焊核區(qū)為動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織,由細(xì)小均勻的等軸晶組成,包含較高密度的位錯(cuò)線,大部分時(shí)效析出相回溶;熱力影響區(qū)晶粒被拉長(zhǎng),位錯(cuò)密度更高,殘留的時(shí)效析出相顯著粗化;熱影響區(qū)保留與母材相同的晶粒形態(tài),大部分時(shí)效析出的η’相發(fā)生長(zhǎng)大,少部分粗化成η相.添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.17%的Sc,可以使合金FSW接頭抗拉強(qiáng)度提升43 MPa,屈服強(qiáng)度提升23 MPa,斷后伸長(zhǎng)率改善2.3%,焊接系數(shù)達(dá)到74.1%.Al₃(Sc,Zr)二次析出相可以強(qiáng)烈抑制位錯(cuò)、亞晶界、晶界的移動(dòng),細(xì)化晶粒的同時(shí)保留大量的亞結(jié)構(gòu),且自身可發(fā)揮Orowan彌散強(qiáng)化作用.因此,可通過(guò)細(xì)晶強(qiáng)化、亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化三種方式顯著提高合金FSW接頭的力學(xué)性能.

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