高强铝合金搅拌摩擦焊焊缝表面组织分析与微结构表征

摘要

本文采用金相显微镜及维氏硬度计对焊缝表面不同区域的组织和性能进行表征；采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对不同区域析出相粒子的尺寸、类型和分布进行分析；结合TEM和示差扫描量热分析(DSC)研究接头表面析出相的溶解析出行为。
　　焊缝表面组织分析表明：焊核区为细小的等轴晶粒组织，且由于析出相分布不均匀，硬度出现明显的波动；焊后纯铝层严重破坏，并向后退侧堆积。SEM和TEM分析表明：2524铝合金主要的析出相为θ相(Al2Cu)及 S相(Al2CuMg)，以及少量的Al6Mn相和含铁相。7050铝合金的析出相主要为η相(MgZn2)。
　　析出相溶解析出行为研究表明：2524铝合金接头中所有区域的析出相均沿着一定的取向分布，热影响区中θ相部分或全部发生回溶，且S相明显粗化长大，硬度降低；热机械影响区中析出相粒子仍呈椭圆状和短棒状，但粒子的密度有所下降；焊核区析出相粒子大部分回溶，并在焊缝冷却的过程中从基体中沉淀出细小的析出相。
　　7050铝合金FSW接头的各个区域的析出相发生了较大的变化，热影响区主要为粗大的η相，接头后退侧热影响区的析出相比前进侧的析出相的尺寸大，故硬度最低点出现在接头的后退侧；热机械影响区的析出相有所长大，部分析出相发生了溶解，焊核内的析出相发生了大部分溶解。母材区、热影响区和焊核区的晶界上分布着断续的，粗大析出相，呈短杆状，晶界两侧伴有晶界无沉淀析出带，其宽度约为70 nm。热机械影响区的晶界析出相几乎呈连续分布，而连续网状分布的晶界析出相会降低合金的性能。

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第1章 绪论

1.1 选题背景

1.2 搅拌摩擦焊接技术简介

1.3 铝合金中的析出相

1.4 铝合金FSW接头中析出相的研究进展

1.5 本论文主要研究内容及意义

第2章 试验材料及试验方法

2.1 试验材料和焊接工艺

2.2 试验方法

第3章 2524铝合金焊缝表面析出相溶解及析出行为研究

3.1 2524铝合金FSW接头组织分析

3.2 2524铝合金焊缝表面析出相溶解析出行为

3.3 焊缝表面硬度分布

3.4 本章小结

第4章 7050铝合金焊缝表面析出相溶解及析出行为研究

4.1 7050铝合金FSW接头组织分析

4.2 7050铝合金焊缝表面析出相溶解析出行为

4.3 焊缝表面硬度分布

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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