A7N01S铝合金焊接接头应力腐蚀及晶间腐蚀行为的研究

摘要

近年来随着铁路客运量的日益增大，列车速度的提高，铝合金材料在铁道车辆车体上得到了广泛的应用。因为铝合金材料在潮湿气体中具有SCC敏感性，所以有必要对其抗SCC性能进行研究。 本文对应用于铝合金高速列车的A7N01S(相当于国产7020铝合金)和A6N01S铝合金进行焊接工艺的设计，并且对两种铝合金焊接接头的各项力学性能进行了研究。文中设计了一种用于研究铝合金应力腐蚀性能的简易试验装置，进行了开缺口四点弯曲应力腐蚀试验。测定了焊接接头的硬度分布，分析了显微组织结构、力学性能及抗应力腐蚀性能之间的相关性，对A7N01S的应力腐蚀机理和影响因素等进行深入的研究。文中还对A7N01S铝合金焊接接头进行了晶间腐蚀试验研究。 经试验研究发现，A7N01S和A6N01S铝合金焊接接头的硬度均以焊缝中心线为对称轴近似呈对称分布。通过比较母材、焊缝和热影响区的应力腐蚀裂纹扩展速率，得出热影响区中熔合线附近区域为应力腐蚀最敏感区域。A7N01S铝合金应力腐蚀裂纹形貌为树枝状，在裂纹尖端及主干处有细小的分枝，在应力腐蚀裂纹的周围存在晶间腐蚀的现象，即在应力腐蚀裂纹主干及分支处均有网状晶间腐蚀晶界。最后讨论了焊接工艺对应力腐蚀行为的影响，并提出了防止焊接应力腐蚀的措施。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1铝合金在机车车辆上的应用

1.2国内外铝合金车体的研究概况

1.3铝合金应力腐蚀及晶间腐蚀研究概况

1.3.1应力腐蚀研究概况

1.3.2晶间腐蚀研究概况

1.4选题背景及意义

1.5本文研究的主要内容

第二章A7N01S铝合金和A6N01S铝合金的焊接性能研究

2.1试验材料与方法

2.1.1试验材料

2.1.2焊接方法及设备

2.2焊接工艺的确定

2.2.1焊前处理

2.2.2焊接工艺参数

2.2.3焊接接头力学性能

2.2.4接头的显微组织观察

2.3试验结果及讨论

2.3.1接头力学性能

2.3.2接头显微组织及分析

2.3.3热影响区组织与性能分析

2.4本章小结

第三章A7N01S铝合金焊接接头的应力腐蚀及晶间腐蚀试验

3.1应力腐蚀试验内容

3.2试验过程

3.3试验结果分析

3.3.1裂纹宏观及接头金相

3.3.2裂纹扩展速率计算

3.3.3 SCC敏感性分析

3.4接头晶间腐蚀试验

3.4.1试验装置及试剂

3.4.2试样的制备

3.4.3试验过程

3.4.4试验结果及分析

3.5本章小结

第四章A7N01S铝合金焊接接头的应力腐蚀开裂行为的研究

4.1焊接工艺角度分析

4.1.1焊接热输入的影响

4.1.2焊接缺陷(气孔)的影响

4.2晶界角度分析

4.3氢对应力腐蚀的影响

4.3.1氢的来源

4.3.2氢在应力腐蚀中的作用

4.3.3氢量的控制

4.4控制产生应力腐蚀的措施

4.5本章小结

第五章全文总结

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢