發(fā)布時間：2017-08-23 10:00

  本文關(guān)鍵詞：7075鋁合金攪拌摩擦焊構(gòu)件應(yīng)力時效微觀規(guī)律研究

  更多相關(guān)文章： 攪拌摩擦焊 時效成形 鋁合金 力學(xué)性能 微觀組織

【摘要】：在現(xiàn)代飛機研制中,對飛機性能已提出更高的要求,飛機機體結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)上使用的鉚接裝配結(jié)構(gòu)已逐步被高性能、大型化的鋁合金整體壁板結(jié)構(gòu)所取代。針對傳統(tǒng)銑削式整體壁板成形時材料利用率低且依賴于高效數(shù)控設(shè)備等問題,本文探索基于攪拌摩擦焊—時效成形復(fù)合工藝的整體壁板結(jié)構(gòu)的低成本制造技術(shù)。以整體焊接筋板件為研究對象,開展其時效成形基礎(chǔ)研究工作,既是時效成形技術(shù)的一種重要的發(fā)展方向,又對拓展和深化時效成形理論研究具有重要的學(xué)術(shù)意義。為此,本文選用航空用7075鋁合金(Al-Zn-Mg-Cu系)板材為研究對象,基于前期研究,對比研究了峰值時效溫度為180oC時非焊構(gòu)件和T型攪拌摩擦焊(FSW)構(gòu)件的可時效成形性,并借助于金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、透射電子顯微鏡(TEM)等微觀檢測手段,對其時效成形過程微觀組織演變規(guī)律進行了系統(tǒng)表征。研究結(jié)果表明,構(gòu)件成形時因攪拌摩擦焊(FSW)工藝的存在會弱化T6態(tài)7075鋁合金的宏觀拉伸力學(xué)性能,而通過焊后的時效成形工藝可以使7075鋁合金FSW構(gòu)件的焊縫不均勻特征得到改善,提高其力學(xué)性能,且FSW工藝的存在會使材料的最佳時效成形時間提前。時效處理對FSW構(gòu)件的母材區(qū)的硬度起到不利影響,隨時效時間的增加,硬度下降。金相分析表明,母材區(qū),隨著時效時間的增加,組織晶粒尺寸有所長大,但黑色的聚集物有所減少,基體內(nèi)的析出相減少,導(dǎo)致材料母材區(qū)的性能降低;在時效初期,熱影響區(qū),黑色第二相逐漸增多,12h時數(shù)量最多;且能譜EDS發(fā)現(xiàn),增加時效時間基體內(nèi)的Fe元素增加,導(dǎo)致熱影響區(qū)的Al7Cu2Fe和Mg2Si析出強化相增多,增強了熱影響區(qū)的力學(xué)性能。斷口形貌分析發(fā)現(xiàn),時效至12h時,斷口韌窩變深、數(shù)量增多,材料的塑性能力增強,并通過TEM發(fā)現(xiàn)時效成形過程增加了熱影響區(qū)的析出相,雖然由于焊接熱影響的存在使得析出相η相(Mg2Zn)呈現(xiàn)粗化的趨勢,但其應(yīng)力時效過程總體上仍具有強化的作用,增強了固溶強化的作用,對焊縫的性能有一定的提升,增強了焊后材料的力學(xué)性能。且應(yīng)力時效過程會使GBP的η相長大粗化,呈連續(xù)性分布,時效12h之后,開始呈非連續(xù)性分布;而PFZ隨時效時間的進行逐漸變寬,直到時效16h時有所減小。
【關(guān)鍵詞】：攪拌摩擦焊 時效成形 鋁合金 力學(xué)性能 微觀組織
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V261
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-21
• 1.1 選題背景與意義8-9
• 1.2 7075鋁合金慨況9-10
• 1.3 攪拌摩擦焊技術(shù)10-13
• 1.3.1 攪拌摩擦焊技術(shù)的原理及特點10-12
• 1.3.2 攪拌摩擦焊技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用12-13
• 1.4 時效成形技術(shù)13-20
• 1.4.1 時效成形技術(shù)原理13-14
• 1.4.2 時效成形工藝過程14-15
• 1.4.3 時效成形技術(shù)的優(yōu)點15
• 1.4.4 時效成形技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用15-18
• 1.4.5 蠕變時效成形工裝設(shè)備18-20
• 1.5 研究的主要內(nèi)容20-21
• 第2章 實驗材料及工藝方法21-32
• 2.1 試驗材料21
• 2.2 試驗工藝流程21-22
• 2.3 FSW構(gòu)件的制備22-24
• 2.3.1 試驗設(shè)備與焊接夾具22-23
• 2.3.2 攪拌頭23-24
• 2.3.3 焊接構(gòu)件的制備24
• 2.4 時效成形試驗24-26
• 2.4.1 試驗?zāi)＞吲c設(shè)備24-25
• 2.4.2 試驗步驟25-26
• 2.5 回彈率測試26-28
• 2.6 力學(xué)性能測試28-29
• 2.6.1 拉伸力學(xué)性能28-29
• 2.6.2 硬度測試29
• 2.7 微觀組織分析29-31
• 2.7.1 金相組織分析29-30
• 2.7.2 掃描電鏡（SEM）及能譜分析（EDS）30
• 2.7.3 透射電鏡（TEM）分析30-31
• 2.8 本章小結(jié)31-32
• 第3章 FSW時效成形工藝研究32-39
• 3.1 實驗參數(shù)與方案32-33
• 3.2 回彈率分析33-34
• 3.3 力學(xué)性能的影響34-38
• 3.3.1 拉伸力學(xué)性能分析34-35
• 3.3.2 斷裂位置的影響35-36
• 3.3.3 硬度分析36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 時效成形對FSW焊接接頭微觀組織的影響39-64
• 4.1 7xxx系鋁合金的相變理論39-40
• 4.2 金相組織分析40-45
• 4.3 掃描電鏡及能譜分析45-57
• 4.3.1 掃描的形貌特征45-48
• 4.3.2 母材區(qū)元素分析48-51
• 4.3.3 熱影響區(qū)元素分析51-54
• 4.3.4 焊核區(qū)元素分析54-57
• 4.4 透射電鏡分析57-60
• 4.4.1 晶內(nèi)析出相57-59
• 4.4.2 晶界析出相59-60
• 4.5 斷口掃描分析60-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 第5章 結(jié)論與展望64-66
• 參考文獻66-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表文章72-73
• 致謝73-74

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 朱耀明;夏海軍;曹顯良;;儀表用Al-Cu-Zn-Mg合金的雙級時效[J];輕合金加工技術(shù);1989年04期

2 陳志國,鄭子樵,李競舟;Al0-1.12Mg-0.66Si-0.8Cu合金熱處理及微觀組織研究[J];礦冶工程;2001年04期

3 高俊生;;軟態(tài)分級時效對鈹青銅(QBe2)斷口和硬度的影響[J];昆明工學(xué)院學(xué)報;1987年04期

4 姜英;王衛(wèi)國;郭紅;張欣;;鉛-鈣-錫-鋁合金基于時效脫溶機制的二次硬化行為[J];機械工程材料;2007年10期

5 賈泮江;陳邦峰;;時效時間對ZL210A鑄造鋁合金力學(xué)性能和微觀組織的影響[J];航空材料學(xué)報;2009年01期

6 韓豐;李繼高;;直流電流結(jié)合時效對ZL107合金組織和性能的影響[J];熱加工工藝;2009年12期

7 金頭男，尹志民，肖嚴慶;LD10合金的時效特性[J];輕合金加工技術(shù);1996年09期

8 ;[J];;年期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 郭偉;7075鋁合金應(yīng)力時效強化與機制研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 李吉慶;含銅超輕鎂鋰合金制備及其時效析出行為研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

3 齊福剛;Sn和Ce對Mg-Zn-Mn高強變形鎂合金組織和性能的影響[D];重慶大學(xué);2012年

4 胡少虬;大直徑高強度高塑性高彈性模量鋁合金研制及淬火殘余應(yīng)力演變規(guī)律研究[D];中南大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高青;抗菌Al-Mg-Si合金組織與性能研究[D];山東建筑大學(xué);2015年

2 蔣云澤;回歸再時效制度對噴射成形7055鋁合金組織和性能的影響[D];江蘇科技大學(xué);2015年

3 邱全榮;7075鋁合金攪拌摩擦焊構(gòu)件應(yīng)力時效微觀規(guī)律研究[D];南昌航空大學(xué);2016年

4 鄭進城;鋁硅鎂合金時效理論及實驗表征[D];廣西大學(xué);2008年

5 李智燕;電場時效對2E12鋁合金的組織和性能的影響[D];中南大學(xué);2009年

6 何國強;鋁硅鎂合金時效雙峰現(xiàn)象與鋁銅合金時效電化學(xué)表征[D];廣西大學(xué);2008年

7 周亮;形變熱處理對2124鋁合金蠕變時效的影響[D];中南大學(xué);2011年

8 洪天然;電場時效對2E12鋁合金和Al-4Cu合金微觀組織的影響和機理[D];中南大學(xué);2012年

9 魯曉超;2A97鋁合金蠕變時效成形研究[D];中南大學(xué);2014年

10 馮晶;CuCr合金時效析出的第一原理計算與分子動力學(xué)模擬[D];昆明理工大學(xué);2009年

，

本文編號：724373