Er微合金化铝镁焊丝焊接接头的组织和性能

来源 :桂林理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cheng2008YING
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
铝合金作为一种大型的结构材料,具有高的比强度、比刚度、良好的耐蚀性以及低密度等优点,现被广泛的应用于航空航天、海洋工程和车辆工程等领域。焊接是一种通过加热使工件局部熔化形成熔池,熔池冷却凝固后使材料(一般为金属)连接在一起的热加工方式。铝合金焊接通常采用铝镁焊丝,例如,ER5183、ER5356和ER5556等。但是这些焊丝焊后很难同时满足高强度和良好的耐蚀性,且焊后热处理在工件上难以实现。因此,对焊丝的开发提出了更高的要求。在铝合金焊丝中添加较为廉价的稀土元素Er,可以改善焊接接头的微观组织、力学性能和耐蚀性,使得微合金化铝合金焊丝逐渐成为近年来研究的热点。本文主要通过铸造和多道次轧制的方式制备了添加不同Er含量的Al-5.5Mg-1Zn和Al-5Mg-0.8Mn焊丝,使用非熔化极惰性气体保护焊(TIG)分别焊接7075-T651和5083-H116铝合金。通过力学性能测试、耐蚀性测试、X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等研究了Er对焊接接头的微观组织、力学性能和耐蚀性的影响。为Er微合金化铝镁焊丝提供了理论和实验基础,研究结果表明:(1)少量的Er元素以固溶的方式存在焊接接头中,当焊丝中的Er含量超过0.2wt%时,在焊后凝固时Er会聚集在固液界面前沿,会形成具有L12型的初生Al3Er相,该相可作为异质形核,细化焊接接头的晶粒尺寸。在自然时效过程中,固溶在基体中的Er会析出次生的纳米Al3Er第二相分布在焊接接头。(2)初生Al3Er相可以细化焊接接头的枝晶,使得焊接接头中的Mg、Zn原子的扩散距离变短,与铝形成金属间化合物的趋势减弱,因此,细化了焊接接头中沿晶界分布粗大的β(Mg5Al8)相和T[Mg32(Al,Zn)49]相,焊接接头的力学性能和耐蚀性得到显著提高。(3)Al-5.5Mg-1Zn焊丝焊接的7075铝合金板材的焊接接头中存在大量粗大的连续分布的T相,导致焊缝的力学性能和耐蚀性较差,而Al-5.5Mg-1Zn-0.6Er焊丝焊接的焊缝晶粒尺寸和T相被显著细化,因此,7075铝合金焊接接头的力学性能和耐蚀性得到明显的提升。(4)Al-5Mg-0.8Mn-0.4Er焊丝焊接5083铝合金,对应的焊接接头抗拉强度达到了250MPa,焊接系数为82.1%。Al-5.5Mg-1Zn-0.6Er焊丝焊接7075铝合金,对应的焊接接头抗拉强度为390MPa,焊接系数达到了71.5%;同时在3.5wt%NaCl溶液中慢应力腐蚀测试,抗拉强度达到了433MPa,21.5h断裂失效。Al-5.5Mg-1Zn-0.6Er是潜在的焊接7xxx系铝合金的焊丝成分,可以得到良好的焊后力学性能和耐蚀性。
其他文献
含电力电子变压器的直流配电网是当前的研究热点,直流配电线路的故障测距技术是快速定位故障点,尽快恢复供电的重要技术支撑。提出了两种适用于含电力电子变压器的直流配电网
国际海事组织宣布2020年新规定:要求世界范围内的船舶燃油含硫量从3.5%降低到0.5%,新的规定将暗示着世界范围内航行的船舶应采用符合要求的低硫燃油、液化天然气、液化石油气等气体燃料。急需开发未来新型的船舶节能减排装置,应用到船舶和汽车等载运工具运用工程领域。锂离子电池作为新一代储能装置,在小型电器得到广泛的应用,但是为满足载运工具动力电源要求,对锂离子电池的能量密度和功率密度都提出了更高的期许
当前镁合金在航天、汽车和电子产品上的应用越来越广,但是高温性能不佳长期制约着镁合金的扩大应用。常见耐热镁合金体系适用温度基本在200℃以下。若想将镁合金应用于飞机和
石墨烯是由单层C原子组成的二维晶体,完美石墨烯具备优秀的电学、光学、热学和力学性能,但普通工厂中很难获得无缺陷的石墨烯,而缺陷会导致石墨烯各方面性能的降低,所以缺陷
金属/高分子复合结构能够发挥金属与热塑性高分子各自的优势,越来越多应用于轻型结构的搭建中。而这种复合结构的制备需要表面预处理、金属/高分子连接、过程仿真等多项步骤
论文依托郑州综合交通枢纽地下交通工程(东广场)项目,采用有限元数值模拟并结合现场监测,对地表上方弃土移除和基坑施工时既有区间地铁隧道隆起变形和水平收敛变形进行研究。通过在均布荷载作用下隧道轴线处的附加应力公式中引入Winkler地基模型,计算隧道最大沉降量;并进行了现场注浆试验,优化注浆方案。论文主要工作及取得的研究成果如下:(1)针对既有区间地铁隧道地表上方堆积有大量弃土的情况,通过研读文献资料
近年来,在我国航空业飞速发展的背景下,不仅是民用航空得到了高速发展,我国的通用航空更是发展迅速。针对现阶段我国通用航空研究较少的现状,对通用教练机的燃油消耗进行了研
金井河属于捞刀河支流之一,是长沙县北部联合水厂的取水水源,同时位于长沙县星沙水源地上游。金井河流域农业发达,流域内化肥的施用是造成流域面源污染的主要原因,流域面源污染对水源水质威胁巨大。因此,本文基于SWAT模型方法对金井河流域面源污染开展模拟研究,为星沙水厂水质管理提供技术支撑,对流域饮用水源地水资源保护工作具有重要意义。本文通过收集数据,进行土地利用分析,构建空间、属性及农业管理数据库,建立金
时间序列是指按时间排序的一组观察值集合,并广泛应用于金融、医疗等众多领域,同时时间序列也存在维数高、规模大、结构复杂和噪声干扰等缺点,为了降低数据处理的复杂度,提高
在镁中加入钇(Y)可以提高屈服强度和延展性,然而其机理尚不明确。采用模拟的方法可以更加有效的理解变形过程中Y元素的作用。本文采用了晶体塑性的快速傅里叶变换方法(CPFFT)