高強鋁合金攪拌摩擦焊焊縫表面組織及腐蝕機理研究.pdf

1、本文采用金相顯微鏡及維氏硬度計對焊縫表面不同區(qū)域的組織和性能進行表征；采用掃描電鏡(SEM)和X-射線衍射(XRD)對不同區(qū)域第二相粒子的種類和數(shù)量進行分析；采用加速腐蝕的EXCO溶液進行不同周期下的浸泡腐蝕實驗，利用掃描電子顯微鏡對腐蝕的演變過程進行原位觀察，并用附加能譜系統(tǒng)分析第二相粒子及其腐蝕產(chǎn)物的化學成分。結合透射電鏡(TEM)、示差掃描量熱分析(DSC)及電化學分析等手段研究焊接接頭的腐蝕機理。
　　焊縫表面組織分析表明

2、：軸肩作用區(qū)(SAZ)呈現(xiàn)出黑色流線及明暗相間波紋，其組織為第二相粒子的富集區(qū)和細晶區(qū)；焊后純鋁層嚴重破壞，并向后退側堆積。SEM和XRD分析表明：焊縫區(qū)第二相粒子主要為S相、η相及含鐵相，其分布受焊接參數(shù)的影響；焊接參數(shù)對焊縫表面組織和硬度分布有顯著影響，隨攪拌頭轉速的提高，SAZ區(qū)的組織呈現(xiàn)均勻化，硬度增加。2024鋁合金在高轉速高行進速度下SAZ區(qū)的硬度已接近母材。
　　原位觀察腐蝕實驗結果表明：2024試樣浸泡后以點蝕為主

3、，S相為點蝕的起源，焊后SAZ區(qū)的點蝕密度增大。S相的選擇性腐蝕及含鐵相粒子的碎化是腐蝕發(fā)生的原因；7075試樣浸泡后同時出現(xiàn)點蝕、晶間腐蝕和不均勻全面腐蝕三種腐蝕形貌。η相部分回溶及無沉淀帶的存在是導致SAZ區(qū)腐蝕最嚴重并出現(xiàn)大量的腐蝕氧化產(chǎn)物的原因。不同焊接參數(shù)接頭腐蝕實驗結果表明：2024接頭的耐蝕性能隨著轉速的增加而提高；而7075接頭這種趨勢不明顯，SAZ區(qū)為腐蝕最嚴重的區(qū)域，并且剝落腐蝕以SAZ區(qū)為中心向兩邊擴展。DSC分析