7A60鋁合金攪拌摩擦加工組織性能研究.pdf

1、攪拌摩擦加工(Friction Stir Processing FSP)是由美國密蘇里大學Mishra等人于1999年提出的一種全新的金屬表面固相加工技術，加工原理來源于英國焊接研究所于1991年發(fā)明的攪拌摩擦焊(FSW)。FSP根據被加工區(qū)域深度的不同，分為整體FSP(The Volume FSP，簡稱VFSP)和表面FSP(The Surface FSP，簡稱SFSP)。加工過程通過攪拌頭對加工區(qū)域內母材的劇烈塑性變形、混合及破碎作

2、用，實現(xiàn)金屬工件微觀組織的細化、均勻化和致密化。FSP可實現(xiàn)鋁合金的微結構改性，在細化晶粒的同時，明顯提高其強度、硬度、耐蝕性及獲得超塑性。
　　本文通過二維攪拌摩擦焊系統(tǒng)對7A60鋁合金進行攪拌摩擦加工試驗，通過數值模擬和試驗相結合的方法進行研究。通過溫度場模擬，研究不同加工參數下溫度場的分布規(guī)律及加工過程出現(xiàn)的峰值溫度，并對加工參數進行了優(yōu)化;通過試驗、微觀組織分析及力學性能測試，驗證不同加工參數對材料組織性能的改善作用，并借

3、助相關測試手段從微觀角度解釋了性能改善的機理。
　　模擬研究結果表明:隨著進給速度變大，峰值溫度總趨勢變小;隨著旋轉速度變大，加工過程峰值溫度變大。旋轉速度對溫度的影響比進給速度要明顯;ω/v在5.3～8之間獲得了合理的溫度分布。試驗研究結果表明:加工后的材料晶粒相比母材明顯變小，由于特殊的熱循環(huán)規(guī)律，原來已經長大的動態(tài)再結晶晶粒不再發(fā)生長大，最終得到晶粒細小、第二相分布均勻的組織。4#樣(600r/min×80mm/min)中心