超声冲击对MB8镁合金十字接头性能影响的研究

发布时间：2017-12-26 13:32

  本文关键词：超声冲击对MB8镁合金十字接头性能影响的研究　出处：《华东交通大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： MB8镁合金 十字接头 超声冲击 残余应力 疲劳性能 腐蚀性能

【摘要】：超声冲击是对材料表面性能的改善有很明显的作用，可以提高材料的疲劳、腐蚀、磨损等方面的性能。镁合金以其独特的优势正被各国所研究，镁合金焊接接头的疲劳性能也是一个重要的领域。研究超声冲击对镁合金性能的影响对其在工程结构领域中的应用是有实际价值的。 本文采用手动送丝TIG焊对MB8变形镁合金板进行焊接，研究十字接头的疲劳性能。MB8镁合金十字接头原始焊接态试样的S-N曲线为lg N=15.366.015lgΔσ，超声冲击后试样的S-N曲线方程为lg N=23.1710.4lgΔσ。在循环次数为2×106条件下，超声冲击后试样的条件疲劳强度为41.88MPa，而原始焊接状态试样的条件疲劳强度为32.07MPa，超声冲击后疲劳强度提高了30.59%。在相同应力水平条件下， MB8十字接头超声冲击态试样的疲劳寿命是焊态试样疲劳寿命的5~17倍。 接头均于焊趾处断裂，这与该处的金相组织紧密相关。由于焊趾位于柱状晶和粗大晶粒交界处，，这导致该区域成为焊接接头的薄弱部位。在扫描电镜下，裂纹都萌生于表面，但冲击后的表层由于残余压应力的作用，裂纹的扩展速度减缓。扩展区主要是解理台阶，并出现二次裂纹。瞬断区是以撕裂棱为主并有少量韧窝，特别是冲击态试样更多。 超声冲击技术对疲劳试样双向残余应力的消除效果是非常显著的，这极大的提高了结构的受力和焊缝的疲劳强度。经过冲击后焊缝、焊趾处的残余应力都会减小，经疲劳试验断裂后残余应力有较大的释放，但焊趾处残余应力的释放幅度比焊缝区更大，释放幅度达到90%以上。 超声冲击可以细化MB8镁合金的晶粒。在初期，位错是其主要的变形机理。随着位错不断增殖，形成位错缠结、位错墙、位错胞。当冲击时间继续增加，位错发生湮灭、重排，形成亚晶。最后，塑性变形进一步加剧，亚晶内的位错发生增殖、湮灭、重排，亚晶进一步细化成纳米晶。 本文研究不同的超声冲击时间下，MB8变形镁合金在3.5%的盐水下腐蚀性能的变化。结果表明：冲击时间越长，冲击表面的耐腐蚀性越好。冲击时间6min的相较于未冲击的耐腐蚀性提高了68.3%。由于超声冲击能使表层晶粒明显细化，并使试样表层双向残余应力均下降，当冲击时间为6min时残余应力可达-31MPa。因此，冲击处理后的表面耐腐蚀性得到提高。
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG407

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 齐果;张立君;王健;谭兵;陈东高;王法科;王冬生;;镁合金活性TIG焊与TIG焊的接头组织与性能分析[J];兵器材料科学与工程;2009年02期

2 张倩;陈东高;王克鸿;尚晶;王东升;;超声冲击对7A52铝合金焊接接头力学性能的影响[J];兵器材料科学与工程;2011年02期

3 刘刚,雍兴平,卢柯;金属材料表面纳米化的研究现状[J];中国表面工程;2001年03期

4 周海涛,马春江,曾小勤,丁文江;变形镁合金材料的研究进展[J];材料导报;2003年11期

5 范才河;陈刚;严红革;陈振华;;稀土在镁及镁合金中的作用[J];材料导报;2005年07期

6 于文斌;刘志义;程南璞;吴安如;;稀土变形镁合金的研究和开发[J];材料导报;2006年11期

7 康燕平;李元东;王晓东;高坤;;镁、铝合金表面自纳米化研究现状[J];材料导报;2011年23期

8 朱有利;李占明;何嘉武;汪勇;;超声冲击处理2A12铝合金焊缝表层微观组织结构变化[J];材料工程;2009年07期

9 ;Surface Nanocrystallization (SNC) of Metallic Materials-Presentation of the Concept behind a New Approach[J];Journal of Materials Science & Technology;1999年03期

10 朱有利;李占明;韩志鑫;黄元林;;超声冲击处理对2A12铝合金焊接接头表层组织性能的影响[J];稀有金属材料与工程;2010年S1期

本文编号：1337493