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由于镁合金具有高强度比、高阻尼、电磁屏蔽性能好,资源丰富及易回收再利用等一系列独特的优点,因此,镁合金被称为“21世纪绿色工程材料”。然而把镁合金如何应用在复杂大型结构,焊接技术是最实用的、最重要的一种加工技术。然而资料表明:疲劳断裂是引起焊接结构失效的主要原因,占到结构失效的70%~90%。因此,提高焊接接头的疲劳寿命对镁合金的应用具有重要的意义。本次研究中,通过超声冲击处理MB8镁合金焊接接头的焊趾及其附近区域,比较了超声冲击前后对接接头的疲劳性能,并分析了超声冲击MB8镁合金焊接接头表面的纳米化机理。实验结果表明:(1)采用超声冲击技术对MB8镁合金对接焊接接头焊址区域进行处理,研究冲击前后焊接接头的疲劳性能。经数据统计处理,MB8镁合金母材S-N曲线方程为:lgN=48.822.7lgΔσ;焊态试样S-N曲线方程为: lgN=30.315.38lgΔσ;超声冲击态试样S-N曲线方程为: lgN=31.414.28lgΔσ。(2)在试验基数为2×106下,MB8镁合金母材的疲劳强度为74.13MPa,冲击态试样的疲劳强度为56.2MPa,比焊态的疲劳强度36.3MPa提高了54.8%。同时超声冲击在焊址区域产生了有利于提高疲劳寿命的压应力,超声冲击后,焊缝与母材之间的过渡半径增加了,使得应力集中降低了,同时还消除了焊址区域的微小缺陷。(3)通过电镜扫描发现,MB8镁合金母材为解理断裂。冲击前后的试样断口均没有疲劳辉纹。在瞬断区都存在大量的撕裂棱,同时存在解理小刻面、解理台阶。在断口扩展区都出现了大量的二次裂纹,说明超生冲击并不能改变MB8镁合金焊接接头的断裂方式,都为解理断裂。(4)MB8镁合金焊接试样的焊缝和焊址区域都表现为拉应力,其中焊址区域的拉应力值为σ x=191MPa,σ y=51MPa。超声冲击后在MB8镁合金焊接接头区域的残余拉应力转变为残余压应力,并且随着电流的增加,所产生的压应力也逐渐增大。当冲击参数为1.5A/15min时,其长生的压应力最大,可达到σ x=-47MPa, σ y=-72MPa。(5)超声冲击后,在MB8镁合金焊址表面形成一定厚度塑形变形层。在冲击工艺参数为1.0/10min,1.2/15min,1.5A/15min,2.0A/15min时,变形层的厚度分别为10μm,30μm,60μm,60μm。通过TEM观察,采用4组工艺参数冲击后,MB8接头焊址区域表面的晶粒均明显细化了,有的甚至达到了纳米级别。当冲击参数为2.0A/15min时,镁合金焊址表面的晶粒尺寸可达到100nm左右。(6)超声冲击处理后,MB8镁合金表面晶粒细化机理为:超声冲击初期,焊址区域发生了严重的塑形变形,在原始粗晶内,位错缠结及位错墙逐渐形成,位错缠结及位错墙逐步转变为亚晶界,同时把原始的粗晶粒分割为多个亚晶结构,随着变形量的增加以及镁合金表面温度升高,亚晶在晶界处发生动态再结晶,亚晶最终会转变为纳米晶。