焊后压缩及时效处理对搅拌摩擦焊接ZK60合金组织及性能的影响

发布时间：2017-09-29 23:02

  本文关键词：焊后压缩及时效处理对搅拌摩擦焊接ZK60合金组织及性能的影响

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【摘要】：搅拌摩擦焊接后焊缝区易形成特殊的微区织构和第二相的回溶,对接头的力学性能有重要的影响。本文的主要研究内容是通过焊后处理如何有效改善搅拌摩擦焊接接头的横向力学性能。以搅拌摩擦焊接ZK60镁合金为研究对象,采用电子背散射衍射技术(EBSD)、扫描电镜(SEM)和横向拉伸测试等手段系统研究了焊后压缩和时效处理对焊缝微观组织演变、力学性能的影响,并且从织构强化和沉淀析出强化的角度解释了焊接接头屈服强度提高的原因。通过实验分析得出的主要结论如下:①搅拌摩擦焊接可以显著细化ZK60镁合金的晶粒,使母材粗大的晶粒转变为焊缝区细小的再结晶晶粒。②横向拉伸时,搅拌区边部的晶体取向有利于基面滑移和拉伸孪生,并导致焊后接头屈服强度的降低。通过焊后沿法向压缩可以有效改善搅拌摩擦焊接ZK60镁合金的力学性能。这是因为焊后沿法向压缩在搅拌区引入了位错和孪晶,其中孪晶调控了织构,使晶体由原来横向拉伸时的软取向转到硬取向,即孪晶起到取向硬化的作用。③在后续的时效处理中,搅拌区析出细小、弥散、均一的第二相粒子,从而增强了时效硬化效应。④通过焊后压缩结合时效处理能综合改善搅拌摩擦焊接ZK60的组织和性能。其中,焊后沿法向预压缩5%和时效处理分别将搅拌摩擦焊接ZK60合金的屈服强度提高了48Mpa和26Mpa,而当两者结合时(焊后压缩+时效)屈服强度提高55Mpa。
【关键词】：搅拌摩擦焊接 ZK60镁合金 焊后压缩 时效处理 组织和性能
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG441.7;TG146.22
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 绪论7-22
• 1.1 选题背景和意义7-8
• 1.2 镁合金的塑性变形机制及加工硬化行为8-11
• 1.2.1 镁合金的塑性变形机制8-10
• 1.2.2 镁合金的加工硬化行为10-11
• 1.3 预变形对镁合金变形行为的影响11-13
• 1.3.1 预置位错增强时效硬化行为11
• 1.3.2 孪生调控织构改善力学性能11-13
• 1.4 析出相对镁合金变形行为的影响13-14
• 1.5 镁合金的搅拌摩擦焊接及其研究现状14-19
• 1.5.1 搅拌摩擦焊接技术简介及影响因素14-17
• 1.5.2 镁合金的搅拌摩擦焊接研究现状17-19
• 1.6 课题研究的目的和意义19-22
• 2 实验材料与实验方法22-26
• 2.1 实验的技术路线22-23
• 2.2 实验材料23
• 2.3 实验方法23-26
• 2.3.1 实验材料的取材方法23-24
• 2.3.2 母材的搅拌摩擦焊接24
• 2.3.3 实验材料组织的表征分析24
• 2.3.4 焊后变形材料的时效处理24
• 2.3.5 实验材料的室温力学性能分析24-26
• 3 焊后压缩对FSW ZK60合金组织及性能的影响26-39
• 3.1 初始FSW ZK60镁合金的组织演变26-30
• 3.2 焊后压缩对FSW ZK60镁合金横向力学性能的影响30-31
• 3.3 焊后压缩对FSW ZK60合金微观组织的影响31-36
• 3.4 本章分析讨论36-38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 时效处理对不同状态下镁合金组织和性能的影响39-49
• 4.1 时效处理对FSW ZK60镁合金组织和性能的影响39-44
• 4.1.1 第二相粒子的演变39-43
• 4.1.2 时效处理对FSW ZK60镁合金性能的影响43-44
• 4.2 时效处理对FSW-5% ZK60镁合金组织和性能的影响44-48
• 4.2.1 第二相粒子的演变44-46
• 4.2.2 时效处理对FSW -5% ZK60镁合金性能的影响46-48
• 4.3 本章小结48-49
• 5 结论49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-56

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