铸态7075铝合金搅拌摩擦加工微观组织和性能研究

采用搅拌摩擦加工技术对铸态7075铝合金进行改性加工,研究加工参数、加工道次对搅拌区宏观形貌、微观组织、力学性能及断裂机理的影响。结果表明:剧烈的塑性变形使粗大的铸态枝晶破碎,形成细小均匀的再结晶组织,化合物相弥散分布;增加搅拌摩擦加工的热输入,可获得较大的加工区组织面积,但会导致再结晶晶粒的略微长大;加工参数不变时,增加加工道次,使得加工中心区和热机影响区微观组织更加均匀,显微硬度和抗拉强度随之提高;搅拌摩擦加工后拉伸试样的断口呈现微孔聚集韧性断裂特征;细晶强化和化合物相弥散强化综合作用是搅拌摩擦加工试样力学性能提高的重要原因。     

强电场中LY12CZ合金摩擦焊缝金属变形行为研究

通过测定摩擦焊接过程参数和焊接接头的焊合区及扭转塑变区的测量,推导了电场作用下LY12CZ合金摩擦焊接过程中,初始动态再结晶的热变形条件方程式和准稳定摩擦阶段焊合区金属的塑性流动方程.结果表明随着摩擦界面温度升高、相对旋转速率降低和外加电场强度的增加,产生初始动态再结晶的临界流变应力降低;随着外加电场强度的增大,LY12CZ合金摩擦焊缝金属的应变速率敏感性指数m增大,但在本实验条件下,当电场强度E>522 V/mm时的m值有所降低;LY12CZ合金摩擦焊缝金属发生塑性变形的变形表观激活能随外加电场强度的增大而降低.     

摩擦焊接过程中的初始动态再结晶

对摩擦焊接过程中焊合区金属发生动态再结晶的过程与条件进行了实验分析。分析表明，焊合区金属动态再结晶与前峰值扭矩在时间上相互对应，初始动态再结晶是形成前峰值扭矩的根本原因。在此基础上，导出了GH2132合金摩擦焊接过程中焊合区金属开始发生动态再结晶时对应的热变形参数之间的关系。     

氧化物在2519-T87铝合金搅拌摩擦焊接头孔洞缺陷形成中的作用（英文）

使用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射仪和电子探针显微分析仪研究了氧化物在2519-T87铝合金搅拌摩擦焊接接头孔洞缺陷形成中的作用,并采用基于任意拉格朗日-欧拉方法的ABAQUS三维热力耦合有限元模型对材料流动进行分析。氧化物存在于接头隧道孔洞的边缘和微孔洞中。根据氧元素的分布和材料的流动行为,可知在搅拌摩擦焊接过程中,合金表面的氧化物往往沿着塑性材料的流动方向向下流动,聚集在肩部影响区和搅拌针端部影响区交汇处的材料流动薄弱区域,并因此阻碍材料的接触和扩散。由于材料流动不足,因此塑性变形较小,导致产生的压力不足以压合积累的氧化物,从而导致孔洞缺陷产生。     

2219-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能

为了探讨2219-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳断裂位置与区域局部力学性能及材料微观结构之间的关系,对铝合金2219-T6搅拌摩擦焊接头开展了疲劳试验研究.试样接头疲劳断裂处大多位于焊核区与热机区交界处及临近区域,在裂纹萌生处的亚表面发现有大的夹杂.焊核区有明显微空洞,小角度晶界最多.利用ABAQUS软件数值模拟接头疲劳,分析了接头局部区域力学性能.接头的热机区和焊核区的主应变值较大,这些区域较其他区域更易萌生疲劳裂纹.     

2219铝合金搅拌摩擦焊接头裂纹尖端张开位移（CTOD）试验研究

采用裂纹尖端张开位移(crack tip opening displacement,CTOD)试验研究了2219铝合金搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)接头各区域的断裂性能,分析了搅拌摩擦焊接头组织结构对接头断裂性能的影响.研究结果表明,2219铝合金搅拌摩擦焊接头的断裂呈韧性,但接头各区域韧性分布呈现明显的不均匀性,焊核区断裂韧性最好,热机影响区和热影响区次之,但均高于母材的断裂韧性.     

基于FLUENT的铝合金搅拌摩擦焊流动场模拟

搅拌摩擦焊的流动场是一个不可压缩的粘性流场.结合LY16搅拌摩擦焊的流动场特征,采用建模软件GAMBIT建立了流场的有限元模型,并进行求解得到搅拌摩擦焊的流动场.     

搅拌摩擦加工对TiB2/7050复合材料微观组织及腐蚀行为的影响

采用搅拌摩擦加工(FSP)技术对TiB2/7050复合材料进行再加工,通过光学显微镜、扫描电镜和XRD衍射分析加工区微观组织和物相变化,通过电化学阻抗技术分析搅拌摩擦加工对TiB2/7050复合材料腐蚀行为的影响.研究结果表明,TiB2/7050复合材料因搅拌摩擦加工时的高温加热和塑性变形发生动态再结晶,晶粒尺寸显著细...     

5083-H321铝合金板材搅拌摩擦焊缝组织演变

采用搅拌摩擦焊接法焊接了5083-H321铝合金板材,借助光学显微镜、扫描电镜、背散射电子衍射分析仪及取向显微成像分析技术对焊缝与母材的组织进行了对比性研究.结果表明,该合金板材的焊缝无宏观缺陷,焊缝成形区呈现出与母材明显不同的组织特征;搅拌摩擦焊使该合金板材中大量的小角度晶界转化为大角度晶界,母材和焊核区的晶粒尺寸分布范围分别为6-55 μm及15-30 μm,晶粒纵横比分布范围分别为2~8和15-3,焊核区呈现均匀化与等轴化的动态再结晶特征.     

铝合金摩擦搅拌焊接焊区的I/II型复合断裂研究

采用二维计算机视觉-数字图像比对技术,进行裂纹稳定扩展实时表面位移测量,定量分析了铝合金2024-T351母材及摩擦搅拌焊接后不均匀、各向异性的焊区的I/II型复合裂纹稳定扩展的断裂性能、临界COD及其分量CODI和CODII.并研究了母材及焊区裂纹的扩展路径.结果表明(1)距裂纹尖端后某一固定距离的临界COD可反映焊区的断裂韧性,(2)临界COD值反映复合裂纹的扩展受I型或II型裂纹扩展主导,(3)焊区的临界COD值对应地为母材的85%,(4)用数字图像比对技术分析I/II型裂纹的断裂性能是切实可行的一种新方法.     

无针搅拌摩擦点焊铝合金搭接接头的组织与性能研究

采用无针式搅拌头对(1.0+1.5)mm厚6005A-T6铝合金进行搅拌摩擦点焊,对焊后组织形貌、拉伸性能和断口形貌研究分析。结果表明,焊点接头组织分为4个区域,其中搅拌区的晶粒最为细小。点焊接头抗剪切性能明显高于其抗剥离性能,搅拌头停留时间的变化仅对剥离性能有所影响,对拉剪性能影响不大,拉剪断口显示为韧性断裂。     

1060铝搅拌摩擦焊稳态流场的数值模拟

通过计算流体力学软件Fluent构建了1060铝搅拌摩擦焊稳态流场有限元模型,对塑型金属材料的三维流场进行了研究。数值模拟结果表明:在工件厚度方向上,塑形金属的流动受轴肩影响明显,速度随到轴肩距离的增加而逐渐减小;纵截面上塑形金属流动方向多处发生改变;横截面塑性金属的流动受速度合成不同的影响,并不对称。前进边速度和变形范围比返回边的大。     

制动摩擦材料研究的现状与发展

对轮式车辆摩擦制动器摩擦材料的研究进行了综述,探讨了石棉摩擦材料、半金属摩擦材料、非石绵有机磨擦材料和金属摩擦材料的性能及其摩擦磨损机理,提出了环保与节能交进制动摩擦材料研究的发展趋势。     

7075铝合金搅拌摩擦焊焊接接头在3.5％NaCl溶液中的腐蚀疲劳断裂机理

本文研究了7075铝合金搅拌摩擦焊(FSW)焊接接头在3.5％NaCl溶液中的腐蚀疲劳断裂机理.研究发现,焊接接头的腐蚀疲劳裂纹萌生于焊核区(NZ)和热力影响区(TMAZ)交界处.多个裂纹源同时发展,并在扩展阶段沿NZ和TMAZ交界线融合成大裂纹.此外,不论是在腐蚀疲劳裂纹的萌生还是扩展阶段,腐蚀作用和循环荷载始终存在...     

7075铝合金的搅拌摩擦焊组织性能研究

采用搅拌摩擦焊方法对10mm厚的7075铝合金板进行了焊接试验，焊接形式为单道对接焊，通过拉伸强度测试和显微组织观察，发现焊缝中粗大的化合物相被破碎，焊核区内是细小均匀的等轴晶，平均晶粒大小在4μm左右，热力影响区与热影响区的过渡区的金属塑性流线变化不很急剧，晶粒沿流线方向拉长，且有细小沉淀相在晶界上析出。焊缝显微硬度的最低值出现在前进侧，说明前进侧是焊缝的薄弱环节。实验结果表明：在旋转速度为1200r／min，且焊接速度为60mm／min时，可以获得较好的焊缝组织，力学强度达到了320MPa。     

7A52铝合金搅拌摩擦焊接头第二相的形貌及相组成

为进一步研究高强铝合金搅拌摩擦焊接头的性能,必须对接头中的第二相进行明确表征.采用光学显微镜、扫描电镜及能谱、透射电镜对7A52铝合金搅拌摩擦焊接头第二相的种类、数量、形状、大小、分布进行了观察.结果表明,基材的第二相组成主要为沿轧制方向分布的粗大Al₆（Mn,Fe）和Mg₂Si,细小的η′相（MgZn₂）和η相（MgZn₂）,其他各区均弥散分布αAl₁₂（Fe,Mn）3Si和Mg₂Si.动态再结晶区主要包含T相（Mg₃₂（Al,Zn）49）、Al₆Mn、S相（Al₂CuMg）.热机影响区晶界处连续分布条带状A_l6Mn,η相发生粗化,分布在晶粒内部,由原来的长条状破碎成椭球状,晶界有无沉淀析出带.热影响区与基材相比,η′相形貌和分布状况并无明显变化,η相明显粗化;与热机影响区相比,Al₆Mn仍然在晶界处呈条带状分布,晶内有S相存在.     

7075铝合金的搅拌摩擦焊组织性能研究

采用搅拌摩擦焊方法对10mm厚的7075铝合金板进行了焊接试验,焊接形式为单道对接焊,通过拉伸强度测试和显微组织观察,发现焊缝中粗大的化合物相被破碎,焊核区内是细小均匀的等轴晶,平均晶粒大小在4μm左右,热力影响区与热影响区的过渡区的金属塑性流线变化不很急剧,晶粒沿流线方向拉长,且有细小沉淀相在晶界上析出。焊缝显微硬度的最低值出现在前进侧,说明前进侧是焊缝的薄弱环节。实验结果表明:在旋转速度为1 200r/min,且焊接速度为60mm/min时,可以获得较好的焊缝组织,力学强度达到了320MPa。     

模具磨损表面自修复层的原位合成

对模具磨损自补偿机理进行了研究，对当前被称为具有革命性创举的金属磨损自修复材料(ART)的主要成分进行筛选，把选好的多种矿物粉按比例混合放在摩擦副中半干摩擦，利用磨擦热，进行机械化学合成，形成自修复陶瓷层。并对合成的基本原理和形成自修复陶瓷层的组织形貌进行了分析研究。     

基于摩擦搅拌盲铆接的车辆骨架高强度钢-铝板连接刚度计算模型

基于摩擦搅拌盲铆接的被连接件刚度计算模型,对钢-铝混合车身摩擦搅拌盲铆接连接的问题进行了研究.首先对某城市电动客车骨架钢-铝连接进行了合理简化,然后基于板件压应力非均匀分布模型推导了被连接件轴向刚度的理论计算模型,并通过有限元仿真对模型进行了验证,最后基于导出的刚度计算模型分析了钢-铝搭接形式、板件材料属性、板件及铆钉几何参数等因素对连接刚度的影响.结果表明:所提出的刚度计算模型可以方便地用于钢-铝摩擦搅拌盲铆接的连接刚度计算和分析,对基于摩擦搅拌盲铆接的钢-铝混合车身骨架的连接设计,有重要的理论参考意义.     

X80管线钢热变形过程中再结晶行为及组织细化

利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了X80管线钢热轧过程中的再结晶行为及精轧过程中后四道次变形的再结晶特点与室温组织的关系.揭示了X80管线钢动态再结晶临界钢应变量与变形温度的关系,确定了奥氏体再结晶温度区和非再结晶温度区,所得到的技术要点对精轧过程轧制工艺制定细化奥氏体晶粒具有指导性,有助于X80管线钢获得细小均匀的室温组织.