搅拌摩擦加工和搅拌摩擦焊接AZ31镁合金微观组织、织构与性能研究

论文摘要

本文运用电子背散射技术(EBSD)、金相分析(OM)、扫描电镜(SEM)以及轴向拉伸测试等实验手段,较为系统地研究了不同初始织构AZ31镁合金板材搅拌摩擦加工和焊接的显微组织、显微织构和力学性能,从滑移和孪生的角度解释了横向拉伸变形行为不均匀性的形成原因,并且探索了焊接参数对不同初始织构板材搅拌摩擦焊接显微组织、显微织构和力学性能的影响。主要研究结果如下:①不同初始织构对AZ31镁合金板材搅拌摩擦加工/焊接搅拌区的微观组织和显微织构的演变无影响,但是对靠近搅拌区的热力影响区显微织构变化影响明显。②搅拌区相同的织构分布使不同初始织构搅拌摩擦加工/焊接AZ31镁合金的横向拉伸变形行为的各向异性降低;搅拌区中心晶粒处于硬取向,边部处于软取向,导致形成了不均匀变形的宏观形貌。③初始织构对AZ31镁合金板材搅拌摩擦焊接的焊接强度无明显影响。④焊接参数(旋转速度和前进速度)对AZ31镁合金板材搅拌摩擦焊接的焊接强度和断裂位置都有明显影响。低的焊接参数板材结合强度为初始材料的78%,断裂位置位于前进面热力影响区和搅拌区的交界面;而高的焊接参数板材的最大抗拉强度都几乎与初始材料相当,断裂位置也位于母材区。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 镁合金织构
• 1.2.1 织构的测试方法
• 1.2.2 织构的表示法
• 1.2.3 镁合金织构的形成
• 1.2.4 镁合金织构对后续变形行为和力学性能的影响
• 1.3 搅拌摩擦加工和搅拌摩擦焊接
• 1.3.1 搅拌摩擦加工和搅拌摩擦焊接基本原理和特点
• 1.3.2 搅拌摩擦加工和搅拌摩擦焊接影响因素
• 1.4 搅拌摩擦加工和搅拌摩擦焊接镁合金研究现状
• 1.4.1 搅拌摩擦加工镁合金研究现状
• 1.4.2 搅拌摩擦焊接镁合金研究现状
• 1.5 课题研究目的和内容
• 1.5.1 课题研究目的及意义
• 1.5.2 课题研究内容技术路线
• 2 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 不同初始织构板材制备工艺
• 2.2.2 搅拌摩擦加工和搅拌摩擦焊接
• 2.2.3 XRD 宏观织构测试
• 2.2.4 光学显微镜观察
• 2.2.5 SEM - EBSD 观察
• 2.2.6 显微硬度测试
• 2.2.7 室温拉伸试验
• 2.2.8 扫描电镜观察
• 3 搅拌摩擦加工 AZ31 镁合金板材的组织和性能
• 3.1 搅拌摩擦加工AZ31 镁合金初始板材的组织及宏观织构
• 3.2 搅拌摩擦加工AZ31 镁合金0°板材的组织和性能
• 3.2.1 搅拌摩擦加工AZ31 镁合金0°板材的组织
• 3.2.2 搅拌摩擦加工AZ31 镁合金0°板材的显微织构
• 3.2.3 搅拌摩擦加工AZ31 镁合金0°板材的显微硬度
• 3.2.4 搅拌摩擦加工AZ31 镁合金0°板材的拉伸变形行为
• 3.3 初始织构对搅拌摩擦加工AZ31 镁合金板材组织和性能的影响
• 3.3.1 初始织构对搅拌摩擦加工AZ31 镁合金板材微观组织的影响
• 3.3.2 初始织构对搅拌摩擦加工AZ31 镁合金板材显微织构的影响
• 3.3.3 初始织构对搅拌摩擦加工AZ31 镁合金板材显微硬度的影响
• 3.3.4 初始织构对搅拌摩擦加工AZ31 镁合金板材拉伸行为的影响
• 4 搅拌摩擦焊接 AZ31 镁合金板材的组织和性能
• 4.1 搅拌摩擦焊接AZ31 镁合金初始板材的组织及织构
• 4.2 初始织构对搅拌摩擦焊接AZ31 镁合金板材组织和性能的影响
• 4.2.1 初始织构对搅拌摩擦焊接AZ31 镁合金板材微观组织的影响
• 4.2.2 初始织构对搅拌摩擦焊接AZ31 镁合金板材显微织构的影响
• 4.2.3 初始织构对搅拌摩擦焊接AZ31 镁合金板材拉伸性能的影响
• 4.3 焊接参数对搅拌摩擦焊接AZ31 镁合金板材组织和性能的影响
• 4.3.1 焊接参数对搅拌摩擦焊接AZ31 镁合金板材微观组织的影响
• 4.3.2 焊接参数对搅拌摩擦焊接AZ31 镁合金板材显微织构的影响
• 4.3.3 焊接参数对搅拌摩擦焊接AZ31 镁合金板材拉伸性能的影响
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录