高鋅鋁合金攪拌摩擦焊接頭組織和性能-論文.pdf

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1、HotWorkingTechnology2014,Vo1.43,No.17高鋅鋁合金攪拌摩擦焊接頭組織和性能張飛,蘇學(xué)寬,陳子勇(北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與_T-程學(xué)院,北京100124)摘要:采用不同焊接工藝參數(shù)對61/1111厚稀土Er微合金化的高Zn鋁合金進行了攪拌摩擦焊試驗,研究了不同焊接速度對焊縫各區(qū)域組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:焊核區(qū)晶粒尺寸隨焊接速度的增加而逐漸減??;熱影響區(qū)和熱機影響區(qū)交界處硬度值最低,是焊接接頭的薄弱環(huán)節(jié)。焊接接頭存在異常的大梯度組織變化,在三種焊接速度下獲得的焊接接頭強度損失均較為嚴重,當(dāng)攪拌頭轉(zhuǎn)

2、速為350r/min、焊接速度為50mm/min時,抗拉強度和伸長率分別為459MPa和9.4%.伸長率比母材橫向增加96%,斷口分析表明為韌性斷裂。關(guān)鍵詞:高鋅鋁合金;攪拌摩擦焊;微觀組織;力學(xué)性能中圖分類號:TG453+.9文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1001.3814(2014)17.0054-04MicrostructureandMechanicalPropertiesofFrictionStirWeldedJointsofAluminumalloywithHighZnContentZHANGFei,SUXuekuan,CHEN

3、Ziyong(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124,China)Abstract:6mmthickaluminumalloywithhighZncontentandErmicroalloyingwasfrictionstirweldedunderdiferentweldingparameters,theefectofweldingspeedonthemicrostructureandmechanicalpr

4、opertieswasinvestigated.Theresultsshowthatthenuggetzonesgrainsizedecreaseswithincreasingweldingspeed,thelowesthardnessappearsintransitionzonebetweentheadvancingsidethermo-mechanicallyafectedzoneandheatafectedzone,whichistheweaklinkoftheweldedjoints.Thereisunusuallargeg

5、radientvariationonthemicrostructureandthestrengthoftheweldedjointslossseriously.Thejointweldedat350rpm·50mm/minhastheultimatetensilestrengthof459MPaandtheelongationof9.4%.improvedby96%overthebasemetal,whichpresentstheductilefracturebyfractureanalysis.Keywords:highZnalu

6、minumalloy;frictionstirwelding;microstructure;mechanicalproperties攪拌摩擦焊(FSW)技術(shù)是英國劍橋焊接研究所型合金的實驗研究和工程應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。(TWI)在1991年發(fā)明的一種新型固相連接技術(shù)[1J.1試驗材料與方法與傳統(tǒng)的熔化焊接方法相比,其焊接接頭具有晶粒細小、力學(xué)性能良好、焊接后殘余應(yīng)力和變形小等優(yōu)采用常規(guī)鑄造,根據(jù)課題組前期研究結(jié)果[4],采點[2]。AI.Zn.Mg.Cu系高強鋁合金作為重要的輕金屬用400℃/4h+470℃/30h雙級均勻化退火

7、,切頭銑面結(jié)構(gòu)材料,已普遍應(yīng)用于航空航天、城市地鐵、輕型后進行擠壓(擠壓比為l7.7:1),然后采用470℃/3h汽車和船舶等交通工具【3]。聶祚仁等人【4]發(fā)明的稀土固溶和120℃/20h人工時效處理,得到6mm厚板Er微合金化的高Zn超高強A1.Zn.Mg—Cu合金,不材。試驗用焊板尺寸為200mmx60mmx6rnnl,其化僅具有高的強度而且具有良好的塑性和斷裂韌性,學(xué)成分見表l;力學(xué)性能:平行于板材擠壓方向(縱具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。)Rm726MPa、ReL=697MPa、A=10.1%,垂直于板材目前國內(nèi)外研究者對于7

8、XXX鋁合金FSW接擠壓方向(橫向)Rm=656MPa、RoL=638MPa、A:頭組織和性能已經(jīng)有部分研究。但對于含Er高Zn4.8%表1試驗合金名義成分(質(zhì)量分數(shù),%)超高強鋁合金的FSW尚未見報道。本文以Tab.1Nominal

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