高强铝合金6061搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性能研究

发布时间：2017-10-22 23:18

  本文关键词：高强铝合金6061搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性能研究

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【摘要】：采用固相焊接-搅拌摩擦焊技术,对高强铝合金6061-T6进行焊接,观察接头的显微组织,研究接头的力学性能,并在腐蚀环境下,分别对母材及接头在焊态、焊后固溶时效处理以及焊后去应力退火处理状态下进行了晶间腐蚀及应力腐蚀试验,利用SEM、EDS等技术研究母材及接头的耐腐蚀性能差异,主要研究内容如下:搅拌摩擦焊接头成型良好。在焊态条件下,焊核区晶粒细小,无方向性;热机影响区晶粒出现拉长及弯曲变形;热影响区晶粒较粗大。搅拌摩擦焊接头的显微硬度曲线呈“W”形分布,其中焊核区显微硬度值最大,最大值为82.4,高于母材处的显微硬度值,其抗拉强度为230MPa,达到母材抗拉强度的72.6%。显微硬度和拉伸试验表明,在焊接工艺参数为w=1080r/min,v=120mm/min时,接头的综合力学性能最好。对接头进行晶间腐蚀试验,母材腐蚀程度较浅,焊核区受到的腐蚀最严重,出现“树枝状”腐蚀裂纹,由试样边缘向内部沿晶界扩展,热机影响区及热影响区出现了点蚀现象,点蚀坑较明显。对经过晶间腐蚀前后的焊接接头进行显微硬度测试,与腐蚀前的显微硬度相比,晶间腐蚀后接头的显微硬度整体下降。对接头进行应力腐蚀试验,母材的应力腐蚀敏感系数ISSRT低于焊接接头的ISSRT。在焊接工艺参数为w=1080r/min,v=120mm/min时,得到的焊接接头的应力腐蚀敏感系数最小。与焊态条件下接头的显微组织及耐腐蚀性能相比,接头经过固溶时效处理后,在显微组织方面,晶粒取向得到优化,在α-Al晶界上,析出了较多的黑色第二相Mg2Si,组织分布均匀,同时接头的显微硬度整体上升,在耐腐蚀性方面,接头的抗晶间腐蚀能力增强;另外接头经过去应力退火处理后,在耐腐蚀性方面,接头的晶间腐蚀敏感性和应力腐蚀敏感性都降低。
【关键词】：6061-T6铝合金 搅拌摩擦焊 组织 晶间腐蚀 应力腐蚀
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG453.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-20
• 1.1 课题研究背景8-9
• 1.2 6XXX铝合金概述9-11
• 1.2.1 6XXX铝合金简介9
• 1.2.2 6XXX铝合金使用范围及研究现状9-11
• 1.3 铝合金的熔化焊接方法简介11-12
• 1.3.1 铝合金的电弧焊接11
• 1.3.2 铝合金的激光焊接11-12
• 1.3.3 铝合金的电子束焊接12
• 1.4、铝合金的搅拌摩擦焊12-17
• 1.4.1 搅拌摩擦焊原理及特点12-14
• 1.4.2 搅拌摩擦焊应用及发展14-15
• 1.4.3 铝合金搅拌摩擦焊工艺参数15-16
• 1.4.4 铝合金搅拌摩擦焊接头的显微组织和力学性能16-17
• 1.5、铝合金的耐腐蚀性17-18
• 1.5.1 铝合金的腐蚀定义及分类17
• 1.5.2 铝合金的晶间腐蚀17-18
• 1.5.3 铝合金的应力腐蚀18
• 1.6、本文主要研究内容及意义18-20
• 2 试验材料和试验方法20-26
• 2.1 试验材料20
• 2.2 试验设备20-21
• 2.2.1 搅拌摩擦焊设备20
• 2.2.2 万能拉伸试验机20-21
• 2.2.3 应力腐蚀拉伸试验机21
• 2.3 搅拌摩擦焊接试验及其工艺21-22
• 2.3.1 焊前处理21
• 2.3.2 搅拌摩擦焊工艺参数21-22
• 2.4 试样的制备和接头力学性能试验22-24
• 2.4.1 焊接接头显微组织观察22-23
• 2.4.2 焊接接头显微硬度测试23
• 2.4.3 拉伸性能试验23-24
• 2.5 腐蚀性能试验24-26
• 2.5.1 晶间腐蚀试验24
• 2.5.2 慢应变速率拉伸试验24-26
• 3 搅拌摩擦焊接头组织及力学性能分析26-42
• 3.1 搅拌摩擦焊接头组织26-34
• 3.1.1 搅拌摩擦焊接头宏观形貌26
• 3.1.2 接头在焊态下的显微组织26-30
• 3.1.3 接头经固溶时效处理后的显微组织30-33
• 3.1.4 接头经去应力退火处理后的显微组织33-34
• 3.2 搅拌摩擦焊接头显微硬度分析34-38
• 3.2.1 接头在焊态条件下的显微硬度34-35
• 3.2.2 接头经固溶时效处理后的显微硬度35-36
• 3.2.3 接头经去应力退火处理后的显微硬度36-37
• 3.2.4 焊后不同热处理状态对接头显微硬度的影响37-38
• 3.3 拉伸试验结果分析38-41
• 3.3.1 拉伸性能38-39
• 3.3.2 断口形貌39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性能分析42-63
• 4.1 晶间腐蚀试验结果分析42-53
• 4.1.1 焊态条件下接头的晶间腐蚀性能42-47
• 4.1.2 接头经固溶时效处理后的晶间腐蚀性能47-51
• 4.1.3 接头经去应力退火处理后的晶间腐蚀性能51-53
• 4.2 慢应变速率拉伸试验结果分析53-62
• 4.2.1 接头在焊态下的应力腐蚀性能53-59
• 4.2.2 接头经去应力退火处理后的应力腐蚀性能59-62
• 4.3 本章小结62-63
• 5 结论63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士学位期间发表论文67-68
• 致谢68-69

【参考文献】

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本文编号：1080545