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现代飞机的结构设计大量采用整体壁板结构,而搅拌摩擦焊为整体壁板的低成本制造提供了一种新的途径,研究焊接壁板的时效成形具有良好的应用前景。本次以7075合金T型搅拌摩擦焊构件为对象,研究了四种条件下,即相同时间不同温度时效处理(不变形)与时效成形、正交设计的预时效后时效成形处理、固溶后时效成形处理,所得试件的电导率、力学性能及金相组织,并对所得结果进行了系统的分析。 时效处理(不变形)试验结果表明,焊件电导率随时效温度的增加而增加,抗拉强度先升高在160℃/4h时达到最大值随后下降,延伸率在时效温度180℃以下时出现小幅波动,随后大幅度上升。焊缝晶粒随着时效温度的升高长大,析出物出现一定程度的细化与消失。原始焊件断口呈解理与沿晶断口形貌,160℃/4h时效工艺下焊件呈解理断口形貌。最佳工艺参数为160℃/4h。 时效成形试验结果表明,焊件抗拉强度与延伸率在140℃到180℃间快速上升,达到峰值321.96MPa与4.38%后迅速下降。电导率随时效温度的升高而增高。时效成形工件焊缝焊核区域晶粒细小析出物数量减少,而其他区域晶粒较时效处理(不变形)工件尺寸大,析出物聚集于晶粒边界区域。工件拉伸断裂方式以韧性断裂特征为主,脆性沿晶断裂为辅。最佳工艺参数为180℃/4h。 预时效后时效成形经正交试验研究发现,各因素对焊件评价标准的影响程度的大小顺序依次为:二级时效成形温度,二级时效成形时间,一级时效温度,一级时效时间。获得较低回弹率、较高电导率的工艺参数为一级时效80℃/40min,二级时效成形220℃/19h;获得较高抗拉强度的工艺参数为一级时效80℃/40min,二级时效成形160℃/7h。通过数学统计分析方法得出试验回弹率与各因素间的定量关系。 固溶后时效成形处理结果显示,焊件电导率随时效成形温度的升高而升高;抗拉强度在时效成形温度180℃时出现峰值449.35MPa,180℃以下呈小幅波动,随后直线下降;焊件延伸率随时效成形温度变化不大;工件各区域硬度变化不大,固溶处理后工件硬度高于其他工艺参数处理工件;焊缝母材区与焊核区域区晶粒较大,焊核区域出现洋葱环,其他区域晶粒细碎,各晶粒内部析出物细小弥散;固溶后时效成形焊件拉伸断口断面以韧窝形貌为主,断裂方式为韧性断裂。最佳工艺参数为470℃/1h固溶,180℃/4h时效成形。