7A52鋁合金焊接接頭表面納米化前后組織與性能研究.pdf

1、7A52中強(qiáng)鋁合金是制造軍工產(chǎn)品的常用材料。針對(duì)該合金焊接接頭強(qiáng)度低,綜合性能比較差的現(xiàn)狀,本文采用人工時(shí)效與高能?chē)娡柘嘟Y(jié)合的方法對(duì)其雙絲MIG焊焊接接頭進(jìn)行了表面納米化處理,并對(duì)表面納米化前后的接頭組織和性能進(jìn)行了研究,從而得到了7A52鋁合金焊接接頭表面納米化的較優(yōu)高能?chē)娡鑵?shù)。利用光學(xué)顯微鏡、XRD、透射電鏡、顯微硬度儀等檢測(cè)手段對(duì)表面納米化前后的7A52鋁合金焊接接頭進(jìn)行了結(jié)構(gòu)與性能表征,結(jié)果表明:表面納米化之前,母材具有明顯的

2、帶狀組織;焊縫呈等軸晶組織,晶粒尺寸大約為50μm左右。母材及焊縫表面的平均硬度分別為113 HV和97 HV。母材及焊接接頭的磨損率分別為84.2％和96.8%。焊接接頭的抗拉強(qiáng)度為271.4 MPa。經(jīng)過(guò)高能?chē)娡杼幚硪院?隨著高能?chē)娡钑r(shí)間的增加,焊接接頭表面晶粒尺寸逐漸減小、微觀應(yīng)變也相應(yīng)減小。母材及焊接熱影響區(qū)表層的帶狀組織消除。焊接接頭各個(gè)區(qū)域的組織比較均勻、細(xì)小。焊接接頭各個(gè)區(qū)域的表面硬度明顯提高。縱截面的顯微硬度隨著距離表面

3、深度的增加而逐漸減小,隨著深度的進(jìn)一步增加,硬度趨于穩(wěn)定,直到與基體相等。當(dāng)高能?chē)娡?0 min后,母材變形層的厚度約為50μm,焊縫的變形層厚度約為70μm,焊接熱影響區(qū)的變形層厚度約為60μm。通過(guò)XRD測(cè)定母材焊縫及焊接熱影響區(qū)表面的晶粒尺寸分別為31 nm、35 nm、41 nm左右。在透射電子顯微鏡下觀察母材、焊縫及焊接熱影響區(qū)表面的晶粒尺寸分別為20 nm、28 nm和32 nm左右。焊縫與焊接熱影響區(qū)的表面晶粒尺寸大于母材

4、表面的晶粒尺寸,而且納米晶粒的分布沒(méi)有母材的均勻。同時(shí)發(fā)現(xiàn)在α-Al基體上有MgZn2相析出,焊縫及焊接熱影響區(qū)中有Al4Cu9相析出。當(dāng)高能?chē)娡?0min后,母材表面的平均硬度約為270 HV,焊縫表面的平均硬度約為185 HV,相對(duì)于表面納米化之前,母材表面的硬度提高約為2.5倍,焊縫表面的硬度提高約為2倍。母材的磨損率為64.5%,焊接接頭的磨損率為69.7%,母材的耐磨性提高約為20%,焊接接頭的耐磨性提高約為27.1%。焊接接