解析冷喷铝涂层对2024铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

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1、学兔兔www.xuetutu.com第51卷第22期机械工程学报VO1．51NO．222015年11月JOURNALOFMECHANICALENGINEER【NGNOV．2015DoI：10．3901／JME．2015．22．042冷喷铝涂层对2024铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能的影响木张志函2蒋若蓉，2李文亚，2(1．西北工业大学材料学院西安710072；2．西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072)摘要：冷喷涂层为搅拌摩擦焊(Frictionstirwelding，FSW)接头提供了良好的防腐效果，但冷喷涂层对FSW接头力学性能的影响尚不明确。基于此，本研究通过拉伸和疲

2、劳试验研究冷喷涂层对2024．T3铝合金接头力学性能的影响，并采用透射电子显微镜(Transmissionelectronmicroscope，TEM)与差示扫描量热法(Diferentialscanningcalorimetry,DSC)表征冷喷涂前后接头显微组织的变化。试验结果表明，在2024-T3铝合金FSW接头上制备冷喷涂层后，接头的力学性能得到了一定改善，其抗拉强度从393-3MPa提高到420．0MPa，伸长率从4．3％增加到6．9％。当疲劳循环次数为1×10时，喷涂后的FSW接头在50％存活率下的疲劳强度比焊态高29．1％，在95％存活率下的比焊态高30．9％。TEM和

3、DSC结果表明，喷涂后焊核区S相的数量、Cu与Mg原子偏聚区体积分数明显增多，这可能是接头力学性能提升的内在原因。关键词：搅拌摩擦焊：冷喷涂；铝合金；力学性能中图分类号：TG453InfluenceofColdSprayedAluminumCoatingontheMechanicalPropertiesofFrictionStirWelded2024AluminumAlloyJointsZHANGZhihan’JIANGRuorong，LIWenya’(1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，NorthwesternPolytechnical

4、University,Xi’an710072；2．StateKeyLaboratoryofSolidificationProcessing，NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072)Abstract：Coldsprayedaluminumcoatingsenhancedobviouslythecorrosionresistanceoffrictionstirwelding(FSW)joints，buttheinfluenceofcoldsprayedA1coatingsonthemechanicalpropertiesofFSWj

5、ointsisstillunclear．TheefectofcoldsprayedA1comingsonthemechanicalpropertiesofFSwjointsisinvestigatedbytensiletestsandfatiguetests．MicrostructurechangeofFSWjointsbe~reandaftercoldsprayingisalsoexaminedbytransmissionelectronmicroscope(TEM)anddiferentialscanningcalorimetry(DSC)．Resultsshowthatthem

6、echanicalpropertiesoftheFSWAA2024-T3jointsareimprovedaftercoldspraying．Tensilestrengthandelongationofcoatedspecimenincreasebyabout27MPaand60．5％．respectively,comparedtothoseof393．3MPaand4．3％ofas—weldedspecimen．Whenthefatiguelifeis1xl0cycles．thefatiguestrengthcorrespondingtoa50％survivalprobabilit

7、yofcoatedspecimensis29．1％higherthanthatoftheas—weldedspecimen．andthefatiguestrengthcorrespondingtoa95％survivalprobabilityofcoatedspecimensis30．9％higherthanthatoftheas·weldedspecimens．Aftercoldspraying．thevolumefractionsofSphaseand