焊后热处理对7N01-T4铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响
发布时间：2021-10-16 17:45
7N01铝合金由于具有强度高、焊接性好等优点而成为满足轻量化要求的结构材料。搅拌摩擦焊接是7N01铝合金常用的绿色高效焊接技术,但是7N01铝合金具有一定的应力腐蚀敏感性,且焊后接头力学性能有较大的下降。适当的焊后热处理工艺可提升7N01铝合金搅拌摩擦焊接接头力学性能和耐蚀性,因此研究7N01-T4铝合金焊后热处理工艺的优化具有重要的理论意义和工程应用价值。本文对15mm厚7N01-T4铝合金进行了搅拌摩擦焊接,并对焊接接头进行了热处理,首先通过比较不同焊后热处理工艺参数下接头的金相组织、显微硬度、电化学性能,获取了合适的固溶工艺和时效工艺。其次,研究了焊后热处理工艺对接头组织和力学性能的影响。电子背散射衍射分析（EBSD）测试的结果表明,适当的焊后热处理工艺可以改变焊接接头晶粒取向,使得接头内部织构取向和织构体积占比发生改变。对于焊核区,热处理后的晶粒变大,由于热处理过程中接头受热位错能量释放,位错密度降低,等轴晶粒发生进一步长大。回归时效焊核区的晶粒度>双级时效>单级时效,回归时效的位错密度<双级时效<单级时效,造成此现象的原因与热处理工艺有关,热处理温度越...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２单级时效热处理工艺制度??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｈｅａｔ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?Ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔａｇｅ?ａｇｉｎｇ??
５??时间??图１．２单级时效热处理工艺制度??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｈｅａｔ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?Ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔａｇｅ?ａｇｉｎｇ??１．５．３双级时效??７系铝合金的双级时效工艺分为两级时效。第一级时效为低温预时效，此阶??段溶质原子聚集形核形成大量的ＧＰ区。第二级为高温时效，此阶段ＧＰ区转换??为亚稳态的个相，晶内析出相尺寸增大，晶界析出相断续分布，合金中的主要??强化相为细小的个相，因此可以使合金的耐蚀性提高，但是会使合金的强度有??所降低。目前存在的Ｔ７３［５２］、Ｔ７４［５３］、Ｔ７６［５４］、Ｔ７７［５５］等双级时效工艺被广泛的??运用到实际生产中。此外一些研究人员在Ｔ７４、Ｔ７６等双级时效的基础上开发出??了?丁７４５１％１、Ｔ７６５ｌｔ５？ｌ等优化的双级时效工艺。这些优化的双级时效工艺通过在??双级时效过程中加入塑形变形过程，使得合金不仅具备普通双级时效的强度塑形??和耐蚀性，还能显著改善材料的疲劳性能和淬火敏感性。??温??虔??固溶处理??厂??ｊ?第二绂时效??Ｉ?／?＼??」ＬＴＴ７?Ｌ??—
再时效处理属于一种三级时效制度，首先对铝合金进行固溶淬火铝合金进行峰值时效，这一步使得固溶处理得到的过饱和固溶体析Ｖ相；然后进行短时间的高温时效，温度一般在１８０°Ｃ到２００°Ｃ使得第一次时效获得的ＧＰ区和个相部分溶解；最后对铝合金再度的峰值时效处理，此阶段使得晶内析出相再次按照脱熔序列脱熔：体（ＳＳＳＳ）－＞ＧＰ区—Ｔ！＇相—ｔｉ相。经过回归再时效处理，塑形和耐提升。候泽北等人［５８］通过对７００３铝合金进行峰值时效、双级时效、处理，并对力学性能和抗应力腐蚀性能进行分析，结果表明：回归合金在具有峰值时效的强度的同时具有与双级时效相当的抗应力荣德等人１５９］通过对７０７５铝合金进行回归再时效处理，结果表明：晶内存在大量的Ｔ］＇相，晶界析出相呈断续分布。从而合金在保持上显著改善其抗应力腐蚀性能。??温??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于应变梯度塑性理论的纪念币压印成形数值模拟[J]. 易国锋,李巧敏,钟文,柳玉起. 中国机械工程. 2018(11)
[2]高强耐蚀5xxx系铝合金的研究现状及发展趋势[J]. 郭成,李宝绵,张海涛,崔建忠. 稀有金属. 2018(08)
[3]6xxx系铝合金表面腐蚀及其防腐的研究现状[J]. 王慧婷,史娜,刘章,邢亚龙,赵耀,邵闯江,邢亚哲. 表面技术. 2018(01)
[4]双级时效对7050铝合金力学性能及耐腐蚀性的影响[J]. 陈一进,江长友,秦克斌,唐农杰,朱利. 金属热处理. 2017(06)
[5]固溶处理对Al-13.0Si-4.5Cu-1.0Mg-2.0Ni合金组织和性能的影响[J]. 郭震,陈文琳. 铸造. 2017(03)
[6]T76时效对超高强铝合金力学性能与抗腐蚀性能的影响[J]. 杨帆,许晓静,邓平安,朱金鑫,丁清,汪成松. 材料热处理学报. 2016(11)
[7]不同热处理工艺对7003铝合金组织和性能的影响[J]. 侯泽北,夏山林,高建宇,陈秋旭. 热加工工艺. 2016(16)
[8]预变形对超高强铝合金Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sr组织与性能的影响[J]. 赵建吉,许晓静,陈洋,孙良省,谈成,张香丽. 稀有金属. 2016(12)
[9]铝合金厚板搅拌摩擦焊焊缝疏松缺陷形成机理[J]. 毛育青,柯黎明,刘奋成,陈玉华. 航空学报. 2017(03)
[10]7xxx铝合金的应力腐蚀行为综述（英文）[J]. A.C.UMAMAHESHWER RAO,V.VASU,M.GOVINDARAJU,K.V.SAI SRINADH. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
博士论文
[1]双相多晶钛合金微观塑性变形机理与组织演化的定量研究[D]. 何东.哈尔滨工业大学 2012
[2]超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能研究[D]. 曾渝.中南大学 2004
硕士论文
[1]时效制度对A7N01S-T5铝合金腐蚀性能的影响研究[D]. 胡洁.西南交通大学 2018
[2]喷射成形7055铝合金水下搅拌摩擦焊接头强化机理研究[D]. 王清曌.江苏科技大学 2015
[3]7N01铝合金搅拌摩擦焊焊接工艺和接头力学性能研究[D]. 张海军.西南交通大学 2015
[4]7050铝合金时效强化行为研究[D]. 吴奭登.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3440235
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２单级时效热处理工艺制度??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｈｅａｔ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?Ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔａｇｅ?ａｇｉｎｇ??
５??时间??图１．２单级时效热处理工艺制度??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｈｅａｔ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?Ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔａｇｅ?ａｇｉｎｇ??１．５．３双级时效??７系铝合金的双级时效工艺分为两级时效。第一级时效为低温预时效，此阶??段溶质原子聚集形核形成大量的ＧＰ区。第二级为高温时效，此阶段ＧＰ区转换??为亚稳态的个相，晶内析出相尺寸增大，晶界析出相断续分布，合金中的主要??强化相为细小的个相，因此可以使合金的耐蚀性提高，但是会使合金的强度有??所降低。目前存在的Ｔ７３［５２］、Ｔ７４［５３］、Ｔ７６［５４］、Ｔ７７［５５］等双级时效工艺被广泛的??运用到实际生产中。此外一些研究人员在Ｔ７４、Ｔ７６等双级时效的基础上开发出??了?丁７４５１％１、Ｔ７６５ｌｔ５？ｌ等优化的双级时效工艺。这些优化的双级时效工艺通过在??双级时效过程中加入塑形变形过程，使得合金不仅具备普通双级时效的强度塑形??和耐蚀性，还能显著改善材料的疲劳性能和淬火敏感性。??温??虔??固溶处理??厂??ｊ?第二绂时效??Ｉ?／?＼??」ＬＴＴ７?Ｌ??—
再时效处理属于一种三级时效制度，首先对铝合金进行固溶淬火铝合金进行峰值时效，这一步使得固溶处理得到的过饱和固溶体析Ｖ相；然后进行短时间的高温时效，温度一般在１８０°Ｃ到２００°Ｃ使得第一次时效获得的ＧＰ区和个相部分溶解；最后对铝合金再度的峰值时效处理，此阶段使得晶内析出相再次按照脱熔序列脱熔：体（ＳＳＳＳ）－＞ＧＰ区—Ｔ！＇相—ｔｉ相。经过回归再时效处理，塑形和耐提升。候泽北等人［５８］通过对７００３铝合金进行峰值时效、双级时效、处理，并对力学性能和抗应力腐蚀性能进行分析，结果表明：回归合金在具有峰值时效的强度的同时具有与双级时效相当的抗应力荣德等人１５９］通过对７０７５铝合金进行回归再时效处理，结果表明：晶内存在大量的Ｔ］＇相，晶界析出相呈断续分布。从而合金在保持上显著改善其抗应力腐蚀性能。??温??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于应变梯度塑性理论的纪念币压印成形数值模拟[J]. 易国锋,李巧敏,钟文,柳玉起. 中国机械工程. 2018(11)
[2]高强耐蚀5xxx系铝合金的研究现状及发展趋势[J]. 郭成,李宝绵,张海涛,崔建忠. 稀有金属. 2018(08)
[3]6xxx系铝合金表面腐蚀及其防腐的研究现状[J]. 王慧婷,史娜,刘章,邢亚龙,赵耀,邵闯江,邢亚哲. 表面技术. 2018(01)
[4]双级时效对7050铝合金力学性能及耐腐蚀性的影响[J]. 陈一进,江长友,秦克斌,唐农杰,朱利. 金属热处理. 2017(06)
[5]固溶处理对Al-13.0Si-4.5Cu-1.0Mg-2.0Ni合金组织和性能的影响[J]. 郭震,陈文琳. 铸造. 2017(03)
[6]T76时效对超高强铝合金力学性能与抗腐蚀性能的影响[J]. 杨帆,许晓静,邓平安,朱金鑫,丁清,汪成松. 材料热处理学报. 2016(11)
[7]不同热处理工艺对7003铝合金组织和性能的影响[J]. 侯泽北,夏山林,高建宇,陈秋旭. 热加工工艺. 2016(16)
[8]预变形对超高强铝合金Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sr组织与性能的影响[J]. 赵建吉,许晓静,陈洋,孙良省,谈成,张香丽. 稀有金属. 2016(12)
[9]铝合金厚板搅拌摩擦焊焊缝疏松缺陷形成机理[J]. 毛育青,柯黎明,刘奋成,陈玉华. 航空学报. 2017(03)
[10]7xxx铝合金的应力腐蚀行为综述（英文）[J]. A.C.UMAMAHESHWER RAO,V.VASU,M.GOVINDARAJU,K.V.SAI SRINADH. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
博士论文
[1]双相多晶钛合金微观塑性变形机理与组织演化的定量研究[D]. 何东.哈尔滨工业大学 2012
[2]超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能研究[D]. 曾渝.中南大学 2004
硕士论文
[1]时效制度对A7N01S-T5铝合金腐蚀性能的影响研究[D]. 胡洁.西南交通大学 2018
[2]喷射成形7055铝合金水下搅拌摩擦焊接头强化机理研究[D]. 王清曌.江苏科技大学 2015
[3]7N01铝合金搅拌摩擦焊焊接工艺和接头力学性能研究[D]. 张海军.西南交通大学 2015
[4]7050铝合金时效强化行为研究[D]. 吴奭登.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3440235
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