5083-H112铝合金FSW接头的敏化行为

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kaka43210
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
Al-Mg铝合金属于中等强度、不可热处理强化铝合金,具有良好的抗蚀性,焊接性及塑性,被广泛应用于船舶。但是当Al-Mg合金长期暴露在50℃以上的服役环境中,Mg原子在晶界富集形成连续分布的β相并在晶界周围产生Mg贫化区,发生敏化。敏化的铝合金暴露在环境中,晶界β相与基体发生微电流耦合,腐蚀(应力腐蚀、晶间腐蚀)敏感性较高。目前,搅拌摩擦焊接作为一种高效、环保的固相连接技术广泛应用于船舶制造和轨道交通等诸多领域,在搅拌摩擦焊接过程中接头各区经历了不同程度的变形和温度变化,造成各区域微观组织与性能的不均匀、不稳定性,在复杂的服役环境中各微区敏化倾向性不同,特别是搅拌区经历了机械变形和热处理过程更易变化,然而现在针对搅拌摩擦焊接头敏化的研究很少。本研究主要对不同温度下微区组织演变对敏化的影响进行分析,针对敏化过程中搅拌区晶界第二相析出行为进行研究,对提高材料耐蚀性和使用寿命以及工程应用提供了理论依据和技术支持。敏化温度、敏化时间、微观组织特征是影响搅拌摩擦焊接头敏化的主要因素。敏化温度以及接头微观组织的演变对接头敏化过程及腐蚀性能有重要的影响。本文利用XRD、SEM和EBSD等研究手段,对比分析不同温度条件下5083-H112铝合金FSW接头微观组织演变,特别是晶界β相的析出行为,揭示了不同微观组织特征对敏化行为和腐蚀性能的影响。5083-H112铝合金FSW接头不同区域组织存在差异,母材区与热影响区均弥散分布着未溶过剩结晶相Al(FeMnSi);接头前进侧由于受到塑性变形和焊接热循环作用较高,界线较明显,且热机影响区晶粒发生变形,仅发生部分再结晶;搅拌区发生完全动态再结晶,晶粒为等轴晶,组织中分布大颗粒过剩结晶相Al(FeMnSi)和Al(MgSi)。随敏化温度的升高,接头上下表面硬度分布呈下降趋势,其中搅拌区下降较明显,200℃接头整体硬度降低,这与Mg原子脱溶,部分亚结构消失有关。沿晶析出的β相特征(大小、数量、形貌及分布)决定了 Al-Mg合金的敏化程度,进而影响其腐蚀性能。5083-H112铝合金FSW接头随敏化温度的升高,DoS值呈先升高后降低的趋势,未敏化(焊态)接头和1 00℃敏化试样的DoS值较小,150℃敏化处理后DoS值达到最大值172 mg/cm2,出现明显的晶间腐蚀裂纹,200℃时DoS值下降至64 mg/cm2,晶间腐蚀倾向性相对降低。导致5083-H112铝合金FSW接头试样晶间腐蚀性能严重恶化的临界敏化温度介于150℃-200℃。接头各区DoS值随温度变化趋势与接头宏观晶间腐蚀性能一致,150℃敏化处理后搅拌区DoS值高于母材和热影响区,而200℃敏化处理后母材DoS值高于搅拌区和热影响区。敏化过程中敏化特征未明显体现在α-Al基体组织演变上,微区组织演变对敏化行为的影响作用很小,不是影响敏化的主要因素,而晶界周围贫Mg区和β相沿晶分布特征以及析出程度是影响敏化的主要原因。150℃敏化接头β相在晶界析出呈薄膜状连续分布,富集程度较高,搅拌区由于晶粒较细小,亚结构较多,晶界被β相充分填充,而母材晶粒较大,析出程度较分散,搅拌区对应腐蚀倾向性较高。200℃敏化处理温度较高,部分β相在晶界发生溶解,由于搅拌区和母材状态不同,造成母材区晶间腐蚀倾向性较高。此外,富锰相A112(CrMn)和Al6(MnFeCr)以及位错会影响β相析出行为,为β相析出提供形核位点,加速敏化,同时晶界上或晶界附近的富铁相和富镁相,会加速区域局部腐蚀性能,增加晶间腐蚀倾向性。
其他文献
随着超高速撞击在空间防护及军事上的应用,国内外对超高速撞击领域的研究越来越深入,特别是对弹体超高速撞击薄板产生破片群的相关特性研究。在对杆式弹体超高速撞击单层薄板研究之后,人们又聚焦于多层防护靶的研究。基于以上背景,本文开展了杆式钨合金弹超高速撞击多层钢靶的穿甲模型研究。本文利用二级轻气炮开展了杆式钨合金弹以1.5~3 km/s的速度撞击单层及多层钢靶实验,并结合AUTODYN软件中SPH(无网格
管线钢作为管道输送工程的主体,是低合金高强度钢的代表,具有优良的强度、韧性、耐腐蚀性以及焊接性等性能,广泛应用于天然气、石油、成品油等能源的长距离运输,具有经济、安全、环保的独特优势。近年来,随着经济的增长以及对能源的不断需求,全球油气管道的建设不断加快,X65管线钢在我国众多管线工程中占有相当大的数量,特别是海洋开发的海底管道建设,因此对管线钢管焊接的方法、性能、环保等要求不断提高。针对国外研究
目的:通过对围产期母鼠进行高盐饮食干预,检测子代小鼠肝脏胆汁酸及粪便胆汁酸含量,探究围产期高盐饮食对其子代胆汁酸代谢的影响,并且初步探索与之紧密相关的肠道菌群改变这一机制。方法:20只健康SPF级雌性C57/BL6小鼠和10只健康SPF级雄性C57/BL6小鼠正常饮食饲养1周达7周龄后以2:1进行合笼。将10笼小鼠随机分为对照(ND)组和高盐(HS)组。HS组和ND组小鼠自交配开始分别给予含4%氯
随着经济快速增长和城镇化水平不断提高,我国汽车保有量持续攀升,核心城区寸土寸金,汽车数量激增和城市停车位稀缺的矛盾日益凸显,而使用自动泊车机器人取代人工停车取车,可显著提升停车场土地利用率,能够有效地缓解“停车难”的问题。不同类型的泊车机器人中,无车台板全方位移动泊车机器人无需借助外部装置,灵活度高、机动性强,但同时技术难度更大,尤其体现在运动纠偏和车辆对位等控制技术方面。本文针对国内外泊车机器人
薄带铸轧-温轧过程为6.5wt%Si钢等难加工金属材料生产提供了一种可行的工艺路线,在该工艺过程中,温度是最重要的工艺参数。为保证该工艺过程的温度调节快速响应和控制精度,采用火焰直喷加热技术为薄钢板升温。本文综合了火焰加热与钢板温度模型的研究现状,针对采用火焰直喷加热的薄钢板温度模型开展研究工作。论文主要的内容如下:(1)以传热学理论和火焰热源研究为基础,通过对热源半解析公式和经验公式的分析,建立
钢铝复合材料作为一种新型结构材料,不仅具有钢高熔点、高硬质、良好的机械性能等特点,而且兼有铝优良的导热性、良好的耐蚀性、密度小等特点,即能有效地发挥钢的使用性能,又能降低成本,同时还能保证具有良好的耐蚀性。因此,在建筑材料领域、汽车家电材料领域、军事装备材料等领域得到广泛的应用。本文以“某铝业股份有限公司复合铝箔轧制自动化控制系统”项目为背景,在系统的查阅和总结现有文献的基础上,利用DEFORM-
化石能源的大规模使用导致了严重的能源和环境问题,具有可再生、无污染、热值高等优点的氢气成为传统化石能源的潜在替代品。目前,氢气的安全高效储存是限制氢能大规模应用的主要技术问题,物理吸附储氢因对氢气具有良好的吸脱附可逆性引起了人们的关注。金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)由于具有超大的比表面积、超高的孔体积和结构多样性等特点,被认为是最具潜力的储氢材料之一
目的伯基特淋巴瘤(BL)是一种高度侵袭性的B细胞非霍奇金淋巴瘤,是人类进展最快的肿瘤之一,虽然它对化疗非常敏感,但高昂的治疗成本使低收入和老年患者的治疗效果大打折扣。c-MYC癌基因驱动的伯基特淋巴瘤中脂质代谢明显增强,脂肪酸合酶(FASN)和硬脂酰辅酶A去饱和酶1(SCD1)是脂肪酸合成的限速酶。因此,抑制FASN和SCD1,从而干扰肿瘤中增强的脂质代谢,可能是临床治疗伯基特淋巴瘤的新思路。(2
横向感应加热是以电磁感应方式,在被加热板带内部产生涡流,通过涡流产生热量达到加热的目的。该方法具有加热效率高、加热速度快、环境污染少、便于控制等特点,使得该技术有着较好的发展前景,近年来横向感应加热已成为金属板带加热领域竞相研究的热点之一。本文以“某铝业股份有限公司复合铝箔轧制感应加热系统”项目和实验室小型板带横向磁通感应加热实验装置为背景,在总结国内外相关文献的基础上,得到了横向感应加热装置的基
随着现代社会的飞速发展,代步工具汽车越来越受人们喜爱,对汽车提出了安全、环保、节能的新要求,因此,研究高强塑性汽车用钢是当前汽车材料的研究热点。但是,高强度和高塑性是一对矛盾,钢板强度提高的同时往往会导致其塑性降低;对汽车结构件而言,这也就降低了可成形性。相变诱发塑性(TRIP)钢兼具高强度和高塑性,是一种具有良好发展前景的汽车用钢。传统TRIP钢含有较多的硅元素,以抑制渗碳体生成和稳定残余奥氏体