7075鋁合金FSW構(gòu)件應(yīng)力松弛行為研究.pdf

1、現(xiàn)代飛機的結(jié)構(gòu)設(shè)計總類繁多。其中，整體壁板的結(jié)構(gòu)使用最為廣泛，而攪拌摩擦焊FSW作為一種新的途徑，極大的降低了整體壁板的制造成本，因此研究焊接壁板的時效成形具有良好的應(yīng)用前景。影響時效成形的因素有很多，而材料的應(yīng)力松弛行為是時效成形的變形基礎(chǔ)，決定著構(gòu)件最終的形狀和精度。因此，對于7075鋁合金FSW構(gòu)件應(yīng)力松弛行為的研究，可為分析焊接壁板時效成形機理提供基礎(chǔ)。
　　在對7075鋁合金應(yīng)力松弛行為分析的基礎(chǔ)上，重點對焊接接頭不同區(qū)

2、域組織特點的應(yīng)力松弛行為進行表征，討論焊接接頭不均勻特性對時效成形應(yīng)力松弛行為的影響。文章中，對比研究了有無焊縫影響的構(gòu)件的應(yīng)力松弛行為，分析了蠕變溫度與預(yù)變形量等工藝參數(shù)下的應(yīng)力松弛規(guī)律，并通過金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等微觀檢測手段，對其結(jié)果進行了系統(tǒng)分析。
　　研究結(jié)果表明，蠕變時效成形過程中，7075鋁合金應(yīng)力松弛行為與傳統(tǒng)應(yīng)力松弛行為類似，為對數(shù)衰減曲線。但其應(yīng)力松弛過程可分為三個階

3、段：在初始階段，應(yīng)力下降較為迅速；中期過渡階段，應(yīng)力下降較為緩慢；后期階段中的應(yīng)力基本保持不變。通過蠕變試驗研究發(fā)現(xiàn)，蠕變溫度對應(yīng)力松弛行為的影響要遠遠大于預(yù)變形量的影響。當(dāng)蠕變溫度較高時，初始階段的應(yīng)力松弛速率較快，隨著蠕變時效時間的增加，應(yīng)力會較快下降，應(yīng)力松弛速率降低幅度大，其結(jié)果導(dǎo)致，蠕變溫度低的應(yīng)力松弛速率反而高于蠕變溫度高的情況。在應(yīng)力松弛的最后階段，蠕變時效溫度200℃的試樣應(yīng)力松弛速率比160℃的試樣優(yōu)先達到應(yīng)力松弛極限

4、。
　　焊核區(qū)(WN)硬度位于位于母材區(qū)(BM)與低于熱影響區(qū)(HAZ)之間。隨著蠕變時效溫度的升高，F(xiàn)SW構(gòu)件的母材區(qū)以及熱影響區(qū)的硬度下降；焊核區(qū)(WN)硬度的變化不規(guī)則，無明顯規(guī)律。金相分析表明，在熱機影響區(qū)隨著蠕變時效溫度的升高，黑色第二相逐漸增多。而焊核區(qū)組織無明顯變化，隨著蠕變時效溫度的增加，仍然存在黑色聚集物，且沒有明顯的變化規(guī)律。掃描電鏡分析表明，試樣母材區(qū)組織形貌呈軋制狀態(tài)，所以造成母材加工硬化，使得母材區(qū)域產(chǎn)生