2219铝合金搅拌摩擦焊中的局部液化现象及对接头力学性能的影响

发布时间：2019-05-15 10:44

【摘要】：在2219-T8铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头焊核区(NZ)发现了局部液化现象。采用热处理和热模拟2种方法对比分析了局部液化区组织的特点,采用显微硬度计和原位拉伸实验研究了局部液化对接头力学性能的影响。结果表明,局部液化是由NZ中的Al_2Cu相与周围基体的共晶反应,即发生了组分液化所致。液化区为液相α(Al)相的半固态组织,冷却时高熔点组元a(Al)相先析出,同时在搅拌挤压和材料流动的作用下发生固液分离,形成离异共晶。液化区的硬度低于NZ正常区域,是NZ微区试样断裂的起源,降低了NZ的抗拉强度和延伸率。不过,由于液化区域是局部的、极少量的存在于NZ中,其对接头拉伸性能的影响远小于整体均发生弱化的热机械影响(TMAZ)的影响。
[Abstract]:Local liquefaction was found in (NZ) of (FSW) joint of 2219-T8 aluminum alloy friction stir welding. The characteristics of microstructure in local liquefaction zone were compared and analyzed by heat treatment and thermal simulation. The effect of local liquefaction on mechanical properties of joints was studied by microhardness tester and in situ tensile test. The results show that the local liquefaction is caused by the eutectic reaction of Al_2Cu phase in NZ with the surrounding matrix, that is to say, the liquefaction of components occurs. The liquefaction region is the semi-solid structure of liquid phase 伪 (Al) phase. The a (Al) phase with high melting point precipitates at first, and the solid-liquid separation occurs under the action of stirring extrusion and material flow to form divorced eutectic. The hardness of the liquefaction zone is lower than that of the normal NZ region, which is the origin of the fracture of the NZ microzone specimen, which reduces the tensile strength and extensibility of the NZ. However, because the liquefaction area is local and a very small amount exists in NZ, its effect on the tensile properties of the joint is much smaller than that of the weakening thermal mechanical effect of (TMAZ) as a whole.
【作者单位】： 清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室;华北电力科学研究院有限责任公司国网冀北电力有限公司电力科学研究院;首钢工学院;首都航天机械公司;中国运载火箭技术研究院;
【分类号】：TG453.9

【参考文献】

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3 康举;栾国红;付瑞东;;7075-T6铝合金搅拌摩擦焊焊缝表面带状纹理的组织与性能[J];金属学报;2011年02期

【共引文献】

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2 S.MALARVIZHI;V.BALASUBRAMANIAN;;焊接方法对AA2219铝合金接头性能的影响(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2011年05期

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