一种铝锂合金搅拌摩擦焊接头力学性能及微观组织研究.pdf

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1、一种铝锂合金搅拌摩擦焊接头力学性能及微观组织研究李劲风蔡彪杨珂郑子樵，(1中南大学材料科学与工程学院，长沙410083)(2教育部有色金属材料科学与工程重点实验室，长沙410083)文摘研究了C24S-T8铝锂合金搅拌摩擦焊接头力学性能及微观组织。通过焊4~-r-艺参数的优化，获得了无孔洞缺陷、焊缝质量优异的接头，强度系数约82％。拉伸时塑性变形及断裂集中于焊缝处。基材晶粒呈薄饼状，沿轧制方向拉长；焊核区为细小等轴的再结晶晶粒，平均晶粒尺寸约2．3txm，大部分晶界是大于15。的大角度晶界；热机影响区的晶粒在焊接过程中发生了偏转和变形。C24S—T8铝锂合金基材强化相包括T

2、相(A12CuLi)、e相(A12Cu)和S相(A12CuMg)；热机影响区及焊核区内强化相完全溶解，造成硬度下降。关键词铝锂合金，搅拌摩擦焊，强度系数，微观组织MechanicalPropertyandMicrostructureofFrictionStirWelding(FSW)JointofanA1一LiAlloyLiJinfeng'。CaiBiaoYangKeZhengZiqiao'(1SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083)(2TheKeyLabora

3、toryofNonferrousMetalMaterialsScienceandEngineering，MinistryofEducation，Changsha410083)AbstractMechanicalpropertiesandmicrostructuresofFSWjointofC24S-T8AI—Lialloywereinvestigated．Thestrengthcoeficientofthejointweldedwithoptimizedtechnicalparametersreached82％．Duringthetensileprocess，plastic

4、deformationandfracturewereconcentratedintheweld．Thenuggetzonepossessedfinerecrystallizedequiaxedgrainswithanaveragesizeofabout2．3txm，mostgrainboundarieswereofhighanglelargerthan15O．Thegrainsofthethermomechanicallyaffectedzoneunderwentdeflectionanddeformationduringtheweldingprocess．Thestren

5、gtheningprecipitatesofC24S—T8A1-LialloyconsistedofT1(A12CuLi)，0(A12Cu)andS(A12CuMg)．Inthethermomeehanicallyaffectedzoneandnuggetzone，theseprecipitateswerecompletelydissolved，leadingtothede—creaseinhardness．KeywordsA1一Lialloy，Frictionstirwelding(FSW)，Weldingstrengthcoeficient，Microstructure

6、0引言良，各向异性小，热稳定性好，耐腐蚀，加工成形性好。铝锂合金的研究和开发至今已有80多年历史。其中尤以低各向异性铝锂合金和高强可焊铝锂合金2O世纪9O年代，发展了一系列具有一定特殊优势的最引人注目。由于综合性能提高，第三代铝锂合金在第三代铝锂合金，如美欧开发的2195、2196、2050、航空及航天工业上已经获得广泛应用。2197、2297、2099铝锂合金，俄罗斯开发的1460、随着铝锂合金的推广应用，其焊接性日益受到重1464、1469铝锂合金等。第三代铝锂合金的性能不视。但铝锂合金采用普通熔化焊时存在很多问题，包仅优于第二代铝锂合金，也明显优于航空航天使用的括焊接

7、气孔、焊接热裂纹和接头弱化，这导致焊接接一些传统铝合金。第三代铝锂合金具有以下特点：密头强度远低于母材金属。1991年英国焊接研究所发度小、模量高，良好的强度．韧性平衡，耐损伤性能优明了一项新的固态连接技术一搅拌摩擦焊技术收稿日期：2013-03-28作者简介：李劲风，1971年出生，博士，教授，主要从事铝锂合金及金属腐蚀与防护研究。E—mail：lijinfeng@CSU．edu．cn宇航材料工艺http：∥www．yhelgy．com2013年第3期(FSW)N-2]，现已应用于铝合金]、铜合金]、镁合金]、钛