7075鋁合金攪拌摩擦焊構件應力時效微觀規(guī)律研究.pdf

1、在現(xiàn)代飛機研制中，對飛機性能已提出更高的要求，飛機機體結構傳統(tǒng)上使用的鉚接裝配結構已逐步被高性能、大型化的鋁合金整體壁板結構所取代。針對傳統(tǒng)銑削式整體壁板成形時材料利用率低且依賴于高效數(shù)控設備等問題，本文探索基于攪拌摩擦焊—時效成形復合工藝的整體壁板結構的低成本制造技術。以整體焊接筋板件為研究對象，開展其時效成形基礎研究工作，既是時效成形技術的一種重要的發(fā)展方向，又對拓展和深化時效成形理論研究具有重要的學術意義。為此，本文選用航空用70

2、75鋁合金（Al-Zn-Mg-Cu系）板材為研究對象，基于前期研究，對比研究了峰值時效溫度為180oC時非焊構件和T型攪拌摩擦焊（FSW）構件的可時效成形性，并借助于金相顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、能譜分析（EDS）、透射電子顯微鏡（TEM）等微觀檢測手段，對其時效成形過程微觀組織演變規(guī)律進行了系統(tǒng)表征。
　　研究結果表明，構件成形時因攪拌摩擦焊（FSW）工藝的存在會弱化T6態(tài)7075鋁合金的宏觀拉伸力學性能，而通過焊后的

3、時效成形工藝可以使7075鋁合金FSW構件的焊縫不均勻特征得到改善，提高其力學性能，且FSW工藝的存在會使材料的最佳時效成形時間提前。時效處理對FSW構件的母材區(qū)的硬度起到不利影響，隨時效時間的增加，硬度下降。金相分析表明，母材區(qū)，隨著時效時間的增加，組織晶粒尺寸有所長大，但黑色的聚集物有所減少，基體內(nèi)的析出相減少，導致材料母材區(qū)的性能降低；在時效初期，熱影響區(qū)，黑色第二相逐漸增多，12h時數(shù)量最多；且能譜EDS發(fā)現(xiàn)，增加時效時間基體內(nèi)

4、的Fe元素增加，導致熱影響區(qū)的Al7Cu2Fe和Mg2Si析出強化相增多，增強了熱影響區(qū)的力學性能。斷口形貌分析發(fā)現(xiàn)，時效至12h時，斷口韌窩變深、數(shù)量增多，材料的塑性能力增強，并通過TEM發(fā)現(xiàn)時效成形過程增加了熱影響區(qū)的析出相，雖然由于焊接熱影響的存在使得析出相η相（Mg2Zn）呈現(xiàn)粗化的趨勢，但其應力時效過程總體上仍具有強化的作用，增強了固溶強化的作用，對焊縫的性能有一定的提升，增強了焊后材料的力學性能。且應力時效過程會使GBP的η