Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金的攪拌摩擦焊研究.pdf

1、Mg-Gd-Y系合金因其出眾的時(shí)效硬化能力和高達(dá)300℃的耐熱特性，近年來(lái)已成為鎂合金材料界的研究熱點(diǎn)之一。焊接作為金屬材料工程領(lǐng)域中極重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其接頭質(zhì)量的好壞又直接影響材料的應(yīng)用。攪拌摩擦焊(FSW)是一種高質(zhì)、高效、節(jié)省、且環(huán)保的連接技術(shù)，但在鎂合金連接上的研究報(bào)道卻還較少，特別是具體高強(qiáng)耐熱性能的Mg-Gd-Y系合金。因此，本論文就以該類鎂合金為研究對(duì)象，采用目前較先進(jìn)的FSW技術(shù)研究了其焊接及加工性能，取得了以下研究結(jié)論

2、。
　　 攪拌摩擦焊(FSW)技術(shù)用于Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金連接，接頭區(qū)的微觀組織與硬度變化明顯可分為三個(gè)區(qū):即發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，為等軸細(xì)晶、硬度值最高的焊核區(qū)(WNZ);具有熱變形特征，第二相會(huì)粗化、溶解，硬度值稍低的熱機(jī)影響區(qū)（TMAZ）;晶粒尺寸與母材相當(dāng)，第二相粗化，硬度值低于母材的熱影響區(qū)(HAZ)。在本工作實(shí)驗(yàn)條件下，Cast-T6鑄件試樣的焊接系數(shù)達(dá)0.91，且延伸率相對(duì)于母材有大幅度提高。斷口形貌SEM分析

3、顯示，接頭斷裂模式為韌性斷裂。
　　 攪拌摩擦加工(FSP)工藝參數(shù)研究表明Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金的加工參數(shù)較廣。在旋轉(zhuǎn)速率為475～1500r/min和移動(dòng)速度為30～118mm/min的加工條件下，該合金攪拌區(qū)均可獲得良好的等軸細(xì)晶組織，且硬度遠(yuǎn)高于母材。此外加工參數(shù)中攪拌頭旋轉(zhuǎn)速率對(duì)攪拌區(qū)組織影響較大，本工作實(shí)驗(yàn)最佳旋轉(zhuǎn)速率為750r/min。
　　 對(duì)鑄造Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金板片進(jìn)行密排FSP，

4、所獲得板材組織晶粒細(xì)小、均勻，即便加工道次間的交界處組織也過(guò)渡良好。鑄造合金中大量分布的粗糙樹枝共晶化合物被高速攪拌頭顯著破碎、分散，甚至溶入到基體中。同時(shí)粗大富稀土第二相粒子也發(fā)生極大程度細(xì)化和均勻分布。拉伸實(shí)驗(yàn)表明:經(jīng)密排FSP及隨后時(shí)效處理后，鑄造合金板材的力學(xué)性能可大幅度提高，特別是Cast-T4態(tài)合金的抗拉強(qiáng)度可提高至390MPa。故對(duì)于該類稀土鎂合金，我們可建立一種制各高性能鎂合金板材的新工藝——“鑄造+固溶+密排FSP+時(shí)