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铝合金搅拌摩擦对接焊接头组织与性能研究

研究了5083铝合金搅拌摩擦焊(FSW)焊接接头组织与性能,采用金相显微镜观察焊接接头各区域的微观组织,并对接头显微硬度和力学性能进行了测定.结果表明,5083铝合金搅拌摩擦焊焊核组织为动态再结晶生成的细小组织,强化相均匀分布;热机影响区由于动态再结晶和焊接热循环的双重作用,组织变化较大,晶粒有一定程度的长大,强化相有所细化;热影响区仅仅受到热循环作用,使得晶粒粗化和强化相出现聚集现象.搅拌摩擦焊接接头中心硬度与母材基本相当,热机影响区和热影响区由于焊接热输入的原因,使得硬度有所降低.搅拌摩擦焊室温拉伸性能和冲击性能不低于母材的,其中拉伸试样均断裂于母材,焊核室温冲击值达到母材的1.5倍以上,热影响区冲击值与母材的相当.

关键词: 5083铝合金 , 搅拌摩擦焊 , 组织 , 性能

铝钢异种金属搅拌摩擦焊搭接接头组织与性能研究

高福洋 , 郁炎 , 蒋鹏 , 刘志颖 , 晏阳阳 , 郭宇凡

兵器材料科学与工程

通过对5052铝合金和Q235钢板搅拌摩擦搭接焊进行试验研究,获得质量良好的接头,通过剪切试验、断口形貌扫描电子显微镜和能谱分析对搭接接头组织和性能进行测试研究.结果表明:采用搅拌摩擦焊可以获得焊缝成形良好、无孔洞和裂纹等缺陷的搭接接头,强度可达到225MPa,基本接近铝合金侧母材的强度,焊缝接头获得良好的机械连接和冶金连接.针对铝钢搭接的接头形式构建了组织模型,将接头分为搅拌扩散区、机械结合区和冶金结合区,揭示了铝钢搅拌摩擦搭接焊的连接机理.

关键词: 铝钢异种金属 , 搅拌摩擦焊 , 搭接接头 , 性能 , 组织

5A01铝合金厚板搅拌摩擦焊组织性能研究

韩峰 , 高福洋 , 郁炎 , 刘志颖 , 郭宇凡

材料开发与应用

采用搅拌摩擦焊方法对厚度为30 mm的5A01铝合金进行了单面对接焊,分析了焊缝的金相组织及力学性能.结果表明,5A01铝合金厚板的搅拌摩擦焊接成形良好;焊缝接头从组织上可分为焊核区、热机影响区和热影响区;根据受到热量影响程度的不同,焊核区可分为上部焊核和下部焊核,焊核区出现了“洋葱环”结构,可能与搅拌针表面加工的三个平面有关;热机影响区沿厚度方向受到不同程度的热机械和热循环作用,因此其上部、中部和下部表现出了不同的组织特点;焊接接头具有较好的力学性能,抗拉强度达到了母材的90％以上,拉伸断裂位置位于焊缝区.

关键词: 5A01铝合金 , 厚板 , 搅拌摩擦焊 , 组织 , 性能

纯钛搅拌摩擦焊晶粒细化机制

高福洋 , 郁炎 , 刘志颖 , 蒋鹏 , 郭宇凡

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.005

通过搅拌摩擦焊实现了5 mm纯钛的可靠连接，并对焊接接头组织进行了细致研究。通过光学、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对纯钛搅拌摩擦焊组织进行了精细表征，对焊接过程中的再结晶机制进行了研究。结果表明：采用搅拌摩擦焊可以得到成型良好，组织致密的焊缝；焊缝组织可以分为焊核区( NZ)、热机影响区( TMAZ)、热影响区( HAZ)和母材区( BM)；根据各区组织形态和结构特点对纯钛搅拌摩擦焊动态再结晶过程进行了分析，揭示了纯钛搅拌摩擦焊焊缝细化机制；钛的层错能较大，搅拌摩擦产生的位错不能完全分解，遇到阻碍时，只能通过滑移和攀移继续运动，在多次搅拌摩擦作用下，位错缠结堆积，位错密度不断上升，产生新的晶界，从而形成细小晶粒，实现晶粒细化。

关键词: 纯钛 , 搅拌摩擦焊 , 动态再结晶

国内外搅拌摩擦焊用搅拌头的研究现状及发展趋势

郁炎 , 晏阳阳 , 高福洋

材料开发与应用

本文概述了国内外搅拌摩擦焊用搅拌头在搅拌头材料开发、轴肩和搅拌针设计优化、搅拌头抗磨损破坏性等方面开展的工作进展.预测了搅拌头研究的未来发展趋势主要集中在低成本高性能搅拌头新材料和制造技术研发、搅拌头设计技术的改进和优化等.这将对我国搅拌摩擦焊行业的战略规划、技术研发、成果应用等工作的开展起到重要启示作用.

关键词: 搅拌摩擦焊 , 搅拌头材料 , 轴肩 , 搅拌针 , 设计与制造技术 , 低成本高性能

国内外低温钛合金的开发与应用现状

郁炎 , 蒋鹏 , 李士凯

材料开发与应用

本文主要概述了前苏联、美国、日本、中国等国家在低温钛合金开发的工作进展.指出了目前国内外低温钛合金的应用现状.提供了未来低温钛合金领域的主要发展方向包括降低生产制造成本、重视低温综合性能更佳的钛合金材料研发及其新型成形工艺研究.这将对我国低温钛合金行业的战略规划、技术研发、成果应用等工作的开展起到启示作用.

关键词: 低温钛合金 , 开发与应用 , 成本与低温性能