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1、南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文高強(qiáng)鋁合金攪拌摩擦焊焊接接頭疲勞性能研究姓名：周曙君申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：材料加工工程指導(dǎo)教師：邢麗20080613南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要7A09鋁合金是Al-Zn-Mg-Cu系可熱處理強(qiáng)化鋁合金，具有強(qiáng)度高、熱加工性能好等優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)防軍工和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著重大戰(zhàn)略意義的新材料。但是，采用熔焊技術(shù)對(duì)其進(jìn)行焊接時(shí)，容易產(chǎn)生氣孔、熱裂紋等缺陷，大大降低了焊接接頭的疲勞性能。為了將高強(qiáng)鋁合金用于航天航空焊接構(gòu)件的制造，本課題研究了7A09鋁合金T6態(tài)、M態(tài)與PWHT態(tài)攪拌
2、摩擦焊接頭的疲勞性能，觀察了接頭顯微組織、測(cè)量了焊縫橫截面上的顯微硬度分布，并研究了7A09鋁合金FSW接頭疲勞斷裂特征。7A09-T6鋁合金FSW接頭沿焊縫橫截面顯微硬度呈“高—低—較高—低—高”的W形分布趨勢(shì)，兩側(cè)母材硬度最高，熱力影響區(qū)和熱影響區(qū)的硬度值都較母材低，焊核硬度值較高，硬度最低值在前進(jìn)邊的熱影響區(qū)，軟化較嚴(yán)重。在同種工藝規(guī)范參數(shù)下，M態(tài)7A09鋁合金FSW對(duì)接接頭的顯微硬度分布呈低-高-低的分布趨勢(shì)，PWHT態(tài)7A09鋁合金FSW對(duì)接接頭橫截面顯微硬度相比，PWHT態(tài)顯微硬度較高，
3、且接頭的各區(qū)域硬度值變化不大，平均分布在200HV左右。7A09-T6態(tài)鋁合金攪拌摩擦焊接頭疲勞裂紋起裂于焊縫底部，斷裂于焊縫前進(jìn)邊熱力影響區(qū)與焊核交界處。當(dāng)n/v=20r/mm時(shí)，疲勞輝紋較細(xì)密，呈脊骨狀；n/v=25r/mm時(shí)疲勞輝紋較n/v=15.79r/mm時(shí)疲勞輝紋扁平寬大。通過對(duì)疲勞壽命進(jìn)行線性擬合分析得出:當(dāng)應(yīng)力幅值大于160MPa，n/v=25r/mm時(shí)，試樣具有較高的疲勞強(qiáng)度；當(dāng)應(yīng)力幅值小于160MPa，n/v=20r/mm時(shí)，試樣具有較高的疲勞強(qiáng)度。M態(tài)7A09鋁合金FSW接頭疲
4、勞斷裂位置主要位于母材，疲勞強(qiáng)度高于焊后熱處理(PWHT)態(tài)7A09鋁合金FSW焊接試樣；PHWT態(tài)7A09鋁合金FSW接頭疲勞裂紋起裂于焊縫底部，斷裂于返回邊熱力影響區(qū)（沿包鋁層）處，斷口平滑，沒有明顯的塑性變形的痕跡，由于包鋁層在焊縫內(nèi)部產(chǎn)生溝狀缺陷的影響，降低了FSW接頭疲勞性能。關(guān)鍵詞：攪拌摩擦焊，7A09鋁合金，疲勞壽命，疲勞斷裂，焊后熱處理I南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要Abstract7A09aluminumalloyisaseriesofAl-Zn-Mg-Cualuminumalloy
5、whichcouldstrengthwithheattreatment.Ithashighstrengthandgoodheatmachiningcapability,anditisanewmaterialwhichhasimportanttacticmeaningfornationaldefenseandeconomy.Butsomeweldingdefectssuchascrackandporositycaneasilyformedwithfusionwelding,anditgreatlyre
6、ducethefatigueofweldmetal.Inordertomanufactureaeronauticalweldingcomponentwithhighstrengthaluminumalloy,thefatigueperformanceoffriction-stirwelding(FSW)ofthick-sheetwiththeT6,MandPWHTstates7A09aluminumalloywerestudiedinthispaper.Boththemicrostructureha
7、rdnessdistributionoftheweldedjointwereobserved,andthefatiguecrackcharacteristicofthefrictionstirweldedjointwasdiscussed.Theprofileofhardnessacrossthe7A09-T6aluminumalloyFSWweldexhibitsthetrendastheshapeof“W”whichis“high-low-high-low-high”.Themaximumhar
8、dnessappearsonthebasemetal.ThehardnessofweldnuggetishigherthanthatofTMAZandHAZ.ThereisminimumhardnessvalueintheHAZofadvancingside,whichshowsseverelysofteninginthisarea.Withthesameweldparameter,theMstate7A09aluminumalloyFSWweldexhibitsth
