6082-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头微观组织及力学性能的研究
发布时间：2021-08-17 05:27
6082-T6铝合金被广泛应用在轨道客车的生产中,因此实现高质量的铝合金连接变得日益重要。然而使用传统的熔化焊焊接铝合金时,会产生接头软化,气孔,热裂纹等问题,严重影响接头的使用性能。双轴肩搅拌摩擦焊（BT-FSW）作为一种新型的连接技术,能够有效避免传统熔化焊过程中产生的缺陷。但目前国内外对于双轴肩搅拌摩擦焊的研究较少。因此,开展铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头微观组织及力学性能的研究,具有重要的理论意义和实用价值。本文研究了4mm厚6082-T6铝合金板双轴肩搅拌摩擦焊接头的微观组织特点,焊接工艺参数对接头微观组织及力学性能的影响规律,并使用ABAQUS软件对焊接温度场进行了模拟分析。研究结果表明,双轴肩搅拌摩擦焊接头按照组织结构特点可分为母材区、焊核区、热机械影响区和热影响区。母材区的晶粒大小不一,相组成为α-Al相和β″相;焊核区组织为动态再结晶后形成的细小等轴晶,相组成为α-Al相和GP区;热机械影响区晶粒有被拉长的趋势,相组成依然为α-Al相和GP区;热影响区中原始的β″相转变为β′相和Q′相。热影响区晶粒度相对母材有所增大,焊核区与热机械影响区有所减小,热机械影响区晶粒度最小。...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
搅拌摩擦焊原理示意图
而 Cu 元素也能够改变 6000 系铝合金中沉淀相的析出序列，当 Al-Mg-Si 合金添加Cu 元素时，其析出顺序[33-35]为：α过饱和固溶体→团簇→GP区→β″/L/S/C，QP，QC→Q′/β′→Q。6082 铝合金属于 Al-Mg-Si 系合金，但 Cu 元素含量较小，合金的析出序列遵循：α过饱和固溶体→团簇→GP 区→β″→β′，Q′→β，Q。析出相各阶段特点如下：（1）团簇与 GP 区铝合金经固溶处理后会先形成过饱和固溶体，再经时效处理会优先形成尺寸较小的原子团簇，而均匀分布的析出相都是由团簇逐渐形成的，团簇与铝基体共格，但衬度不明显，在透射电子显微镜（TEM）下很难观察到[36]，如图 1.2(a)所示。但是运用三维原子探针技术可以发现原子富集区[37]。Serizawa A 等人[43]采用差示扫描量热法（DSC）和三维原子探针对纳米团簇进行了表征，阐明了Al-Mg-Si 合金的复合时效行为。
β″相具有底心单斜结构，包含 10 个镁原子和 12 个硅原子，晶胞参数为：a=1.5l6nm，b=0.405nm，c=0.674nm 和β=105.3°。图1.3 β″相的透射电镜明场像[20]Fig.1.3 Bright field images of the β″ precipitates[20]（3）β′相和 Q′相β"相经过更长的时效时间会分解为β′相或转变为其它的相，β′相为棒状或板条状，与基体半共格，如图 1.4(a)所示。Vissers[38]和 S.D. Dumolt[39]等人认为β′相为密排六方结构，主要成分为 Mg9Si5，空间群为 P63/m，晶胞参数为：a=b=0.715nm，c=0.405nm。Q′相通常β′相与形貌相同，同样具有密排六方结构特征，且与基体更加共格常与β′相依附生长
【参考文献】：
期刊论文
[1]轨道客车铝合金车体制造搅拌摩擦焊技术的应用研究[J]. 张欣盟,何广忠,韩凤武. 金属加工(冷加工). 2016(S1)
[2]2A14-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊特征及接头组织性能分析[J]. 张会杰,王敏,张骁,张景宝. 焊接学报. 2015(12)
[3]2A14铝合金双轴肩搅拌摩擦焊的温度场模拟及测定[J]. 张骁,王敏,张会杰,张景宝. 焊接. 2015(09)
[4]双轴肩搅拌摩擦焊技术在铝合金车体制造中的应用发展[J]. 刘杰,邓钢,韩凤武,杨景宏. 焊接. 2015(01)
[5]6082铝合金双轴肩搅拌摩擦焊试板温度场研究[J]. 李敬勇,周小平,董春林,董继红. 航空材料学报. 2013(05)
[6]基于ANSYS的6082铝合金T形接头MIG焊的有限元模拟[J]. 赖明建,汤小红,张闪影. 焊接技术. 2013(05)
[7]3mm厚6061铝合金板固定双轴肩搅拌摩擦焊接头的显微组织与拉伸性能[J]. 苏斌,贺地求,杨坤玉,叶绍勇,赖瑞林,祝建明. 机械工程材料. 2013(05)
[8]7150铝合金时效时晶界析出行为的研究[J]. 任硕,陈江华,刘吉梓,方磊,刘萍,明文全,伍翠兰. 电子显微学报. 2011(Z1)
[9]晶体材料织构的三维取向分析及其发展[J]. 朱晓燕. 新疆有色金属. 2011(05)
[10]从高速列车车体焊接来看铝合金焊接技术发展之动向[J]. 金昌海,张海军. 金属加工(热加工). 2011(16)
博士论文
[1]6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能研究[D]. 董鹏.吉林大学 2014
硕士论文
[1]6005A-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织与性能的研究[D]. 迟珉良.长春工业大学 2017
[2]6082-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织及力学性能研究[D]. 张保海.山东大学 2017
[3]6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织及力学性能的研究[D]. 王冰.吉林大学 2015
[4]6061-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊数值模拟及工艺研究[D]. 刘罗成.中南大学 2014
[5]7075铝合金搅拌摩擦加工的组织结构及性能表征[D]. 朱伟.重庆大学 2010
本文编号：3347152
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
搅拌摩擦焊原理示意图
而 Cu 元素也能够改变 6000 系铝合金中沉淀相的析出序列，当 Al-Mg-Si 合金添加Cu 元素时，其析出顺序[33-35]为：α过饱和固溶体→团簇→GP区→β″/L/S/C，QP，QC→Q′/β′→Q。6082 铝合金属于 Al-Mg-Si 系合金，但 Cu 元素含量较小，合金的析出序列遵循：α过饱和固溶体→团簇→GP 区→β″→β′，Q′→β，Q。析出相各阶段特点如下：（1）团簇与 GP 区铝合金经固溶处理后会先形成过饱和固溶体，再经时效处理会优先形成尺寸较小的原子团簇，而均匀分布的析出相都是由团簇逐渐形成的，团簇与铝基体共格，但衬度不明显，在透射电子显微镜（TEM）下很难观察到[36]，如图 1.2(a)所示。但是运用三维原子探针技术可以发现原子富集区[37]。Serizawa A 等人[43]采用差示扫描量热法（DSC）和三维原子探针对纳米团簇进行了表征，阐明了Al-Mg-Si 合金的复合时效行为。
β″相具有底心单斜结构，包含 10 个镁原子和 12 个硅原子，晶胞参数为：a=1.5l6nm，b=0.405nm，c=0.674nm 和β=105.3°。图1.3 β″相的透射电镜明场像[20]Fig.1.3 Bright field images of the β″ precipitates[20]（3）β′相和 Q′相β"相经过更长的时效时间会分解为β′相或转变为其它的相，β′相为棒状或板条状，与基体半共格，如图 1.4(a)所示。Vissers[38]和 S.D. Dumolt[39]等人认为β′相为密排六方结构，主要成分为 Mg9Si5，空间群为 P63/m，晶胞参数为：a=b=0.715nm，c=0.405nm。Q′相通常β′相与形貌相同，同样具有密排六方结构特征，且与基体更加共格常与β′相依附生长
【参考文献】：
期刊论文
[1]轨道客车铝合金车体制造搅拌摩擦焊技术的应用研究[J]. 张欣盟,何广忠,韩凤武. 金属加工(冷加工). 2016(S1)
[2]2A14-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊特征及接头组织性能分析[J]. 张会杰,王敏,张骁,张景宝. 焊接学报. 2015(12)
[3]2A14铝合金双轴肩搅拌摩擦焊的温度场模拟及测定[J]. 张骁,王敏,张会杰,张景宝. 焊接. 2015(09)
[4]双轴肩搅拌摩擦焊技术在铝合金车体制造中的应用发展[J]. 刘杰,邓钢,韩凤武,杨景宏. 焊接. 2015(01)
[5]6082铝合金双轴肩搅拌摩擦焊试板温度场研究[J]. 李敬勇,周小平,董春林,董继红. 航空材料学报. 2013(05)
[6]基于ANSYS的6082铝合金T形接头MIG焊的有限元模拟[J]. 赖明建,汤小红,张闪影. 焊接技术. 2013(05)
[7]3mm厚6061铝合金板固定双轴肩搅拌摩擦焊接头的显微组织与拉伸性能[J]. 苏斌,贺地求,杨坤玉,叶绍勇,赖瑞林,祝建明. 机械工程材料. 2013(05)
[8]7150铝合金时效时晶界析出行为的研究[J]. 任硕,陈江华,刘吉梓,方磊,刘萍,明文全,伍翠兰. 电子显微学报. 2011(Z1)
[9]晶体材料织构的三维取向分析及其发展[J]. 朱晓燕. 新疆有色金属. 2011(05)
[10]从高速列车车体焊接来看铝合金焊接技术发展之动向[J]. 金昌海,张海军. 金属加工(热加工). 2011(16)
博士论文
[1]6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能研究[D]. 董鹏.吉林大学 2014
硕士论文
[1]6005A-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织与性能的研究[D]. 迟珉良.长春工业大学 2017
[2]6082-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织及力学性能研究[D]. 张保海.山东大学 2017
[3]6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织及力学性能的研究[D]. 王冰.吉林大学 2015
[4]6061-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊数值模拟及工艺研究[D]. 刘罗成.中南大学 2014
[5]7075铝合金搅拌摩擦加工的组织结构及性能表征[D]. 朱伟.重庆大学 2010
本文编号：3347152
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