高强铝合金搅拌摩擦焊接头近海大气暴露下腐蚀行为及拉伸性能

发布时间：2020-03-27 07:59

【摘要】：本文对2060和2A97两种高强铝合金搅拌摩擦焊接头不同区域的微观组织进行表征,结合差示扫描量热分析法分析了第二相粒子的种类、尺寸和分布及其在焊接过程中的溶解析出行为。研究了在近海大气暴露下的高强铝合金搅拌摩擦焊接头上下表面的腐蚀形貌及腐蚀演变规律;测试高强铝合金搅拌摩擦焊接头在近海大气环境长期暴露后的拉伸性能变化;研究焊后热处理对两种高强铝合金搅拌摩擦焊接头长期暴露下的腐蚀行为及拉伸性能的影响。接头组织分析表明:2060铝合金搅拌摩擦焊接头主要存在着θ’(Al_2Cu)相,T_1(Al_2CuLi)相,在焊核区(NZ)和热机械影响区(TMAZ)还存在着大量GP区和δ’(Al_3Li)相,硬度表现为TMAZ最低,母材(BM)和NZ的硬度相当;2A97搅拌摩擦焊接头NZ存在大量GP区以及少量的δ'相和T_1相;BM,TMAZ,热影响区(HAZ)有大量T_1相和少量GP区和δ'相,硬度表现为NZ硬度最低,由NZ到BM硬度值越来越大。原始态接头腐蚀行为和拉伸性能表明:2060和2A97两种高强铝合金焊态搅拌摩擦焊接头腐蚀形式均为点蚀,腐蚀最严重的区域为热影响区;经过长期暴露,2060铝合金搅拌摩擦焊接头的硬度除焊核区外其他各区均有明显的提升,抗拉强度和延伸率提高;2A97铝合金搅拌摩擦焊接头比2060铝合金搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性差,接头各区硬度除焊核区外其他各区均下降,且抗拉强度和延伸率下降。焊后热处理态接头腐蚀行为和拉伸性能表明:焊后热处理态2060和2A97两种高强铝合金搅拌摩擦焊接头硬度和拉伸性能大幅度提升,但在海洋大气环境下暴露一年后,接头表面各区受腐蚀程度严重,被侵蚀程度高于焊态接头,且接头整体拉伸性能下降,表现为无延伸率的韧性断裂;焊后热处理方式不适用于在近海环境下使用的2060和2A97铝合金搅拌摩擦焊接头。
【图文】：

试样的截面依次用 400＃、800＃、1000＃、1500＃磨抛光，将磨好的试样在低速抛光机上进行机械抛光2 ml HF + 3 ml HCl + 5 ml HNO3+ 190 ml H2O）浸rt 200MAT 型金相显微镜下观察试样各区域截面微热分析 在母材、热影响区、热机械影响区及轴肩作质量约为 10 mg。采用 NETSCH STA449C 综合热SC)分析。升温速率：20 K/min。及形貌观察验 图 2-1 为大气暴露下的铝合金试板。在把铝合金的表面进行简单的清理工作：先用丙酮清洗试样表除去试样表面的丙酮以及残留物质；最后再用脱脂棉两遍。大气腐蚀实验地点选在近海工厂，试板与水阳放置。大气试板试验周期为 12 个月。

最终影响焊缝的力学性能。3.1.1 2060 铝合金 FSW 接头显微组织图 3-1 为 2060 铝合金搅拌摩擦焊接头横截面的金相组织图。搅拌摩擦焊接头一般分为四个区域：图 3-1(b)所示为母材组织，晶粒呈板条状并沿轧制方向拉长，为典型的轧制组织；图 3-1(c)所示为热影响区组织，热影响区组织没有受到搅拌头和轴肩的机械作用，只是受到了焊接热循环的影响，晶粒发生了一定程度的粗化，因此其组织和母材相似，仍然为典型的轧制组织，晶粒呈方向性的板条状；图 3-1(d)所示为热机械影响区，该区域位于焊核区与热影响区之间。在搅拌摩擦焊过程中，热机械影响区除了要经历一定程度的关于温度方向上的变化以外，还要经历一定程度的关于塑性变形方向上的一些变化，而热机械影响区的主要的组织特征就是它的结构发生了很大程度的高度变形。在金属发生特定流动的方向上存在着一些晶粒
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG453.9

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本文编号：2602710