原位自生纳米Al3Ti颗粒对搅拌摩擦焊焊核区域的影响

摘要

本文利用搅拌摩擦焊能产生瞬时高温和强烈材料变形的特性，通过开槽的方式引入钛粉或铝钛混粉，使得铝与钛在焊接过程中原位发生剧烈反应生成金属间化合物 Al3Ti颗粒。经过仔细讨论并分析，探讨焊核内部的第二相分布区域以及形态，以及焊前和焊后热处理过程中晶粒结构和稳定性之间的关系。
　　结果表明，在6061铝合金中，添加钛粉以及混粉的样品，随着道次数的增加，钛粉的分布会越弥散，颗粒度越小，铝基体和添加的粉末之间的反应越充分。虽然在焊核不同区域反应程度以及方式不一，但总体上，焊核区域产生了大量的原位自生 Al3Ti颗粒。通过对添粉焊后材料进行力学性能分析，可以发现添粉组的力学性能有一定程度的提升。
　　在铝基体的多道次焊接中，经过焊后热处理后，可以观测到大量发生了异常晶粒长大的晶粒。与此同时添加钛粉的焊后热处理样品，异常晶粒区域面积大幅减小。这说明通过引入第二相颗粒的方式，可以有效抑制焊后热处理所产生的异常晶粒长大现象；并且随着道次数的增加，残留钛颗粒的分布弥散程度提高，使得异常晶粒长大抑制效果愈加明显，从而提升焊核区域晶粒结构的热稳定性。

目录

第一章 绪论

1.1搅拌摩擦焊

1.2搅拌摩擦焊的焊接参数

1.3异常晶粒长大

1.4研究背景

1.5研究目标

1.6研究内容

第二章 焊接方法以及实验设计

2.1搅拌头的应用

2.2焊料的制备

2.3焊接模式的确定

2.4焊接参数的选择

2.5焊接工艺小结

第三章 宏观分析

3.1焊核区域分析

3.2钛颗粒于材料中的分布及宏观形态分析

3.3 宏观分析小结

第四章 力学性能分析

4.1硬度表征

4.2拉伸参数表征

4.3力学性能小结

第五章 微观组织分析

5.1 Al3Ti在基体中的分布

5.2 Al3Ti的产生机制

5.3对于焊核区晶粒度的SEM表征

5.4对于焊核区的EBSD表征

5.5微观组织分析小结

第六章 结论

6.1主要结论

第七章 创新与展望

7.1主要工作与创新点

7.2后续研究工作

参考文献

致谢

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