7075鋁合金攪拌摩擦加工及熱處理后的組織性能表征研究.pdf

1、7075鋁合金具有比強(qiáng)度高、耐磨性優(yōu)良及斷裂韌性好等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天及汽車工業(yè)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價值。采用傳統(tǒng)熔焊技術(shù)焊接7075鋁合金易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷，限制了7075鋁合金的應(yīng)用，而攪拌摩擦焊接/加工技術(shù)(FSW/FSP)可以一定程度上解決上述問題。目前關(guān)于7075鋁合金FSW和FSP技術(shù)研究報(bào)道多集中于攪拌區(qū)的組織結(jié)構(gòu)特征，對軸肩影響區(qū)、漩渦區(qū)等區(qū)域的研究報(bào)道相對較少，關(guān)于熱處理對這些區(qū)域的影響也缺乏一定的系統(tǒng)性，本文對707

2、5鋁合金在多工藝參數(shù)下(攪拌針旋轉(zhuǎn)速度n：400-1200rpm，前進(jìn)速度ν：60-100mm/min)進(jìn)行攪拌摩擦加工(記為FSPed)，并對加工試樣進(jìn)行熱處理(470℃╳3h+120℃╳24h,記為FSPed-T6)，系統(tǒng)研究了熱處理前后各區(qū)域的組織性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①旋轉(zhuǎn)速度越快，前進(jìn)側(cè)熱機(jī)影響區(qū)和焊核區(qū)的交界處“拐角”現(xiàn)象越來越突出。每個工藝參數(shù)下試樣焊核區(qū)晶粒尺寸大小如下：攪拌區(qū)>漩渦區(qū)>軸肩影響區(qū)。②經(jīng)過

3、固溶+峰時效處理后，每個試樣焊核區(qū)均有晶粒異常長大現(xiàn)象，熱機(jī)影響區(qū)與熱影響區(qū)并無異常長大的晶粒。隨熱輸入減小，晶粒異常長大的區(qū)域變大，除1200-80-FSPed-T6和800-60-FSPed-T6試樣外，其余試樣晶粒異常長大的區(qū)域均由軸肩影響區(qū)和漩渦區(qū)擴(kuò)展至攪拌區(qū)。熱處理之前，晶粒異常長大區(qū)域小角度晶界的含量在13.3％-34.9%之間，與焊核區(qū)非晶粒異常長大的區(qū)域相比，小角度晶界的含量較高，此外，F(xiàn)SPed試樣攪拌區(qū)<111>//

4、ND取向的晶粒較多，該取向的晶粒在熱處理過程中較少發(fā)生異常長大。③FSPed試樣橫截面的硬度分布曲線表明：橫截面不同層面硬度均呈現(xiàn)出“W”形分布規(guī)律。硬度分布圖顯示：隨熱輸入的增大，高硬度值區(qū)域(>150Hv)出現(xiàn)先減小再增大的趨勢，低硬度值區(qū)域(<120Hv)呈現(xiàn)先增大然后保持不變的趨勢。峰時效處理后，“W”形硬度分布特征消失，各區(qū)域硬度值基本相等。攪拌摩擦加工試樣的硬度規(guī)律和第二相分布有關(guān)，對于FSPed試樣，軸肩影響區(qū)、攪拌區(qū)及漩