焊后热处理对6082-T6铝合金FSW接头组织和性能的影响

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:misswj2009
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6082-T6铝合金具有密度小、比强度高、良好焊接性、耐腐蚀性等优点,成为轨道交通车辆结构轻量化的理想材料。采用搅拌摩擦焊技术进行铝合金的连接,可使焊接结构缺陷率降低、残余应力减小、强度提高。焊后热处理会改变焊接接头的组织形态,进而影响接头的力学性能和耐蚀性能。因此,研究焊后固溶时效处理对接头组织和性能的影响具有重要的理论意义和工程应用价值。本文在焊接速度1000mm/min、主轴转速1400r/min的工艺参数下,对5mm厚的6082-T6铝合金进行了搅拌摩擦焊接,接头成型良好。对焊后接头进行了热处理(550℃×2h固溶+170℃×10h时效),比较分析了焊态和热处理态接头各区域(焊核、热机械影响区、热影响区、母材)的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能。通过光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪对接头各区域的显微组织进行了分析。在焊态和热处理态下,微观组织形态变化不大,焊核区均为细小的等轴晶组织,热影响区晶粒发生了长大,热机械影响区晶粒的变形程度减弱。热处理改变了沉淀相的数量和分布,沉淀相主要以Mg2Si粒子为主。采用显微硬度、拉伸和冲击试验研究了焊接接头的力学性能,在扫描电镜下观察了拉伸和冲击断口形貌。搅拌摩擦焊接头硬度分布不均匀,呈现“W”形分布特征,经过热处理后,焊核区硬度提高约5~10HV,热机械影响区和热影响区相比于焊态有小幅度的提升,而母材区的硬度变化不大。搅拌摩擦焊接头的抗拉强度为250MPa,达到母材的77%左右,伸长率为8%,经过热处理后,抗拉强度提高了20MPa,伸长率下降2.2%。接头的冲击功为4.7J,为母材的2.35倍,经过热处理后,接头的冲击功提高了2.4J。接头在焊态和热处理态下拉伸和冲击断口均呈现韧性断裂特征。接头经过固溶时效处理后,固溶在基体中的析出相数量增多,呈现细小弥散状分布,使接头的力学性能提高。通过浸泡试验和电化学试验研究了接头各区域的点蚀和晶间腐蚀性能,采用扫描电镜观察了腐蚀形貌,并采用能谱仪分析了腐蚀产物。接头各区域的耐点蚀性能:焊核区>后退侧热机影响区>前进侧热机影响区>热影响区>母材,接头各区域的耐晶间腐蚀性能:母材>热影响区>后退侧热机影响区>前进侧热机影响区>焊核。经过热处理后,各区域的点蚀和晶间腐蚀程度与焊态下一致,且耐蚀性均有一定的提高。固溶时效使析出相呈现细小的弥散化分布,减小了形成腐蚀微电池的倾向。
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