时效处理对Al-Zn-Mg合金搅拌摩擦焊接头的影响

摘要

Al-Zn-Mg合金经历自然时效后，组织和力学性能上都有显著的变化，但自然时效时间相对较长。为了加速时效过程，可以采用人工时效。对T4态Al-Zn-Mg合金搅拌摩擦焊接头进行焊后自然时效和人工时效处理，观察接头的性能变化和析出相转变，并分析析出相对接头性能的影响，这对T4态Al-Zn-Mg合金搅拌摩擦焊的应用有重要的意义。
　　本文对T4态Al-Zn-Mg合金搅拌摩擦焊接头进行了大量的自然时效试验和人工时效试验。对时效接头继续进行分析测试试验，通过微观组织和力学性能试验分析时效处理对Al-Zn-Mg合金搅拌摩擦焊接头的影响。随着自然时效的进行，接头在硬度和拉伸等性能方面有很大的提升。接头平均硬度在1个月之内就快速上升了15HV，屈服强度(RP0.2)和抗拉强度分别上升20.7MPa和12.8MPa；自然时效3个月，接头硬度又缓慢上升5HV，屈服强度(RP0.2)和抗拉强度又分别上升13.9MPa和10.1MPa；自然时效6个月和9个月的的时候，接头硬度没有明显变化，但自然时效到了6个月，屈服强度(RP0.2)和抗拉强度又分别上升8.7MPa和18.5MPa；自然时效从9个月进行到12月的时候，接头硬度下降了5HV，屈服强度(RP0.2)和抗拉强度不再发生变化。
　　对接头进行人工时效，其接头力学性能的改变更为明显。在70℃人工时效处理下，接头强度在时效15天的时候达到一个较高的状态，接头的名义屈服强度和抗拉强度分别提升了55.7MPa和23.2MPa。在160℃人工时效处理下，接头在时效3小时就开始出现了峰时效现象，接头的名义屈服强度和抗拉强度最大分别提升了63.9MPa和21.4MPa，接头的显微硬度也上升10HV，随着时效继续进行，接头在时效超过6小时的时候开始出现过时效现象，时效24小时接头的名义屈服强度和抗拉强度较时效6小时接头分别下降了39.7MPa和81.1MPa，接头的硬度较之前下降了15HV。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 铝合金的应用现状

1.1.1 铝合金的应用

1.1.2 Al-Zn-Mg合金特点及应用

1.2.1 Al-Zn-Mg合金的熔化焊

1.2.2 Al-Zn-Mg合金的搅拌摩擦焊

1.3 Al-Zn-Mg接头的时效处理

1.4 本文的研究内容

第2章 试验材料、设备及方法

2.1 试验材料

2.2.1 焊接设备

2.2.2 时效处理设备

2.2.3 力学性能分析测试设备

2.2.4 微观组织分析测试设备

2.3.1 显微硬度试验

2.3.2 拉伸试验

2.3.3 残余应力试验

2.3.4 金相试验

2.3.5 扫描电镜(SEM)试验

2.3.6 透射电镜(TEM)试验

2.4 本章小结

第3章 Al-Zn-Mg合金FSW接头自然时效

3.1 显微组织分析

3.1.1 显微组织金相图

3.1.2 析出相的变化

3.2.1 显微硬度分析

3.2.2 拉伸试验分析

3.2.3 残余应力试验

3.3 本章小结

第4章 Al-Zn-Mg合金FSW接头人工时效

4.1 显微组织分析

4.1.1 显微组织金相图

4.1.2 析出相的变化

4.2.1 显微硬度分析

4.2.2 拉伸试验分析

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢