快速凝固AA8009耐热铝合金电子束焊接性能与腐蚀性能研究

论文摘要

快速凝固AA8009耐热铝合金（Al-8.9Fe-1.3V-1.7Si）是一种高比强、高比刚、热稳定性好的轻质结构材料,可在150～350℃（甚至更高范围内）替代钛合金或钢材使用。随着AA8009耐热铝合金应用的发展,该合金的焊接工艺是必须解决的关键问题之一。 为了获得良好的耐热铝合金焊接接头性能,应该选择合适的焊接方法与焊接工艺以获得优异的焊缝组织: a、在熔化区“重新生成”类似于AA8009合金的快速凝固显微组织 b、在热影响区内“保持”AA8009合金的显微组织 c、排除或减少焊缝缺陷 本论文选择高能量密度、小能量输入的电子束焊接（EBW）方法,采用室温拉伸、显微硬度测量、电化学测试实验方法和金相（OM）、电子显微分析方法（SEM）,对快速凝固AA8009耐热铝合金焊接接头在不同焊接条件下所得的组织和性能（包括力学性能和抗腐蚀性能）做了研究。从理论上对实验结果进行分析和讨论后,获得了下列结论: 1) 随着焊缝熔化区冷却速率的增加,焊缝组织得到改善,焊接接头（包括垂直于焊缝方向和沿着焊缝方向）抗拉强度和延伸率增大,焊接接头中的“薄弱连接带（weak-link）”从熔化边界区域转移到了热影响区。 2) 焊接接头的显微硬度曲线以焊缝中心为轴近似对称。随着焊缝冷却速率的增加,焊接接头显微硬度增加。 3) AA8009合金电子束焊缝中的主要缺陷是焊缝气孔和焊缝裂纹。 4)电化学实验结果表明,基材AA8009合金的抗腐蚀性优于其EB焊接接头的。随着焊缝冷却速率的增大,焊缝耐蚀性能增加。

论文目录

• 第一章 文献综述
• 1.1 快速凝固耐热铝合金的研究与发展
• 1.2 快速凝固耐热铝合金的组织与性能特点
• 1.2.1 快速凝固耐热铝合金的组织特点
• 1.2.2 快速凝固耐热铝合金的性能特点
• 1.3 喷射沉积工艺制备耐热铝合金的研究进展与应用前景
• 1.4 耐热铝合金的焊接性
• 1.4.1 铝及铝合金的焊接特点
• 1.4.2 研究耐热铝合金焊接的必要性
• 1.4.3 快速凝固耐热铝合金的焊接性分析
• 1.5 耐热铝合金的焊接方法
• 1.5.1 电容放电焊接
• 1.5.2 激光焊接
• 1.5.3 搅拌摩擦焊接
• 1.5.4 电子束焊接
• 1.6 本论文的研究目的与意义
• 第二章 实验方法
• 2.1 快速凝固耐热铝合金AA8009基材的制备
• 2.2 焊接方法
• 2.2.1 焊前表面处理
• 2.2.2 焊接设备
• 2.3 检测方法
• 2.3.1 焊接接头SEM和金相显微分析
• 2.3.2 焊接接头显微硬度测试
• 2.3.3 焊接接头力学性能测试
• 第三章 焊接接头显微组织分析和焊缝凝固行为研究
• 3.1 焊接接头评估
• 3.1.1 焊接接头完整性
• 3.1.2 焊接接头力学性能
• 3.2 焊接接头显微组织分析
• 3.2.1 焊缝宏观形貌
• 3.2.2 熔化区中心显微组织
• 3.2.3 熔化边界区域显微组织
• 3.2.4 热影响区显微组织
• 3.3 焊缝凝固行为分析
• 3.3.1 焊缝熔化区中未熔化／未溶解母材弥散粒子的来源
• 3.3.2 焊缝凝固的主要凝固参数
• 3.3.3 焊缝熔化区凝固行为分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 焊接接头硬度、断口和焊缝缺陷分析
• 4.1 焊接接头显微硬度测量与分析
• 4.2 焊接接头拉伸断口分析
• 4.3 焊缝缺陷分析
• 4.3.1 焊缝气孔分析
• 4.3.2 焊缝裂纹分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 快速凝固AA8009合金EB焊缝的耐腐蚀性研究
• 5.1 实验目的
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 实验材料
• 5.2.2 腐蚀电化学实验
• 5.2.3 腐蚀试样扫描电镜观察
• 5.3 AA8009和EB焊接接头腐蚀实验结果与分析
• 5.3.1 AA8009和EB焊接接头电化学腐蚀实验结果与分析
• 5.3.2 AA8009和EB焊接接头腐蚀形貌观察与分析
• 5.3.3 交流阻抗法测定AA8009和EB焊缝腐蚀性能
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文