7075鋁合金攪拌摩擦加工的組織結(jié)構(gòu)及性能表征.pdf

1、7075鋁合金作為可熱處理強(qiáng)化高強(qiáng)鋁合金，被廣泛應(yīng)用于航天、航空、軍工以及汽車等工業(yè)領(lǐng)域。但在7075鋁合金熔融焊接過程中，容易產(chǎn)生較大的變形、熱應(yīng)力，以及氣孔、裂紋等缺陷，嚴(yán)重影響7075鋁合金的應(yīng)用。攪拌摩擦焊接作為一種新型的固相焊接技術(shù)，為7075鋁合金的焊接與加工提供了有效的加工方法。然而，由于應(yīng)用的現(xiàn)狀，目前對(duì)7075合金的攪拌摩擦焊接/攪拌摩擦加工研究主要集中于對(duì)時(shí)效態(tài)7075鋁合金的攪拌摩擦加工方面，對(duì)固溶態(tài)7075鋁合金

2、的攪拌摩擦加工研究報(bào)導(dǎo)相對(duì)較少。本文通過對(duì)不同熱處理狀態(tài)（固溶態(tài)及時(shí)效態(tài)）7075鋁合金進(jìn)行攪拌摩擦加工后的顯微硬度及光學(xué)組織研究，并結(jié)合對(duì)硬度特征數(shù)值處的背散射電子通道襯度相、透射電鏡和背散射電子衍射研究，討論了加工過程中的溫度梯度場(chǎng)與合金形變機(jī)制、第二相及織構(gòu)演變的聯(lián)系規(guī)律。
　　 對(duì)比了兩種攪拌摩擦加工方式對(duì)不同熱處理狀態(tài)合金的的微觀組織結(jié)構(gòu)的影響。詳細(xì)研究了兩種狀態(tài)合金平行于軋向攪拌摩擦加工后的金相組織。結(jié)果表明：固溶態(tài)

3、合金在加工區(qū)橫截面的軸肩影響區(qū)、攪拌區(qū)和前進(jìn)側(cè)的交界處，以及在焊核區(qū)漩渦區(qū)、攪拌區(qū)與前進(jìn)側(cè)的交界處，存在較為明顯的孔洞型缺陷，而時(shí)效態(tài)合金并沒有在這兩處發(fā)現(xiàn)缺陷；固溶態(tài)合金在軸肩影響區(qū)與前進(jìn)側(cè)的界面變化幅度較為平緩，時(shí)效態(tài)合金界面過渡則較陡。
　　 對(duì)兩種狀態(tài)合金分兩次進(jìn)行了系統(tǒng)的顯微硬度實(shí)驗(yàn)，建立了硬度分布圖。各層面顯微硬度分布總體上呈現(xiàn)出W形狀。焊核中心的硬度從底面至表面呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢(shì)。時(shí)效態(tài)合金焊核區(qū)硬度的回升比固溶

4、態(tài)合金的硬度回升明顯。同時(shí)，在3mm層面附近，時(shí)效態(tài)合金出現(xiàn)明顯的低硬度區(qū)，而固溶態(tài)合金則沒有發(fā)現(xiàn)軟化帶。此外，兩次硬度試驗(yàn)表明，自然時(shí)效對(duì)兩種狀態(tài)合金的硬度分布存在影響。
　　 根據(jù)兩種狀態(tài)合金硬度分布圖的特征，通過掃描電鏡、背散射電子通道襯度相和透射電鏡對(duì)特定硬度數(shù)值位置處的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。研究表明，焊核區(qū)晶粒由細(xì)小等軸晶粒組成，且從底部至頂部晶粒越來越大。焊核區(qū)底部至頂部晶界相逐漸減少，但晶內(nèi)析出相卻逐漸增多。時(shí)效態(tài)合

5、金在焊核區(qū)晶內(nèi)析出的第二相明顯要多于固溶態(tài)。
　　 對(duì)兩種狀態(tài)合金的背散射電子衍射實(shí)驗(yàn)表明，兩種狀態(tài)合金在熱機(jī)影響區(qū)和焊核區(qū)的晶粒的取向變化差別不大。越靠近焊核區(qū)，回退側(cè)的熱機(jī)影響區(qū)呈現(xiàn)出小角度晶界逐漸減少，大角度晶界逐漸增加的漸變式的變化。隨著逐漸靠近焊核區(qū)，晶?？棙?gòu)越來越弱。兩種狀態(tài)合金焊核區(qū)晶粒主要由大角度界面構(gòu)成，內(nèi)部有少量的小角度界面，大角度界面的百分?jǐn)?shù)占到了80％以上。經(jīng)攪拌摩擦加工處理后，由于晶粒發(fā)生偏轉(zhuǎn)，兩種狀態(tài)