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为改善轻质合金的机械性能,国内外的科研人员已经开始尝试通过将轻质金属(例如:铝、镁、钛)作为基体来制造金属基复合材料。选用合适的增强颗粒、制备工艺对镁合金进行增强颗粒金属基复合材料的生产,有利于提高镁合金的机械性能,满足了现阶段工业需求,对实现镁合金的工业化应用具有现实意义。纳米SiC颗粒具有较高的硬度,搅拌摩擦焊可以实现镁合金的有效连接,并可以改善焊接接头的力学性能。因此,本文以6mm厚的AZ31镁合金为母材基体,通过向母材填粉槽内添加30nm或者300nm的纳米SiC增强颗粒,使用搅拌摩擦焊技术制备镁基复合材料焊接接头,并采用不同焊接工艺参数进行焊接,分析它们对焊缝质量、焊接接头各区组织晶粒、显微硬度、抗拉强度、屈服强度的影响规律。最后将焊接接头进行热处理,探讨焊后热处理对焊核区晶粒尺寸和显微硬度的影响。本文主要研究内容如下:(1)焊接热输入量对焊接接头晶粒尺寸和显微硬度的影响降低主轴转速和提高焊接移速(减少焊接热输入量)都有利于细化晶粒、提高焊核区的显微硬度。其他焊接工艺参数不变的情况下,降低主轴转速,焊核区的晶粒尺寸也在减小;仅改变焊接移速,焊核区的晶粒尺寸随着焊接移速的提高而减小。。母材区的显微硬度值平均为63HV,当主轴转速为1200rpm,焊接移速为70mm/min时,焊核区的显微硬度值平均值最高,其中最高点为98.3HV。(2)加工道次对焊接接头晶粒尺寸和显微硬度的影响增加焊接道次有利于纳米SiC增强颗粒在镁合金基体中的均匀分布提高焊核区的显微硬度。进行SiC-1道次焊接时,纳米SiC增强颗粒并没有均匀的分散开来,SiC颗粒发生团聚现象,呈带状分布,显微硬度值有所增加,但各测试点之间的波动较大;当进行SiC-4道次焊接时,通过增加焊接次数,可以有效的加强SiC颗粒在镁基体中的均匀分布,焊核区的显微硬度值最高。(3)SiC颗粒对焊接接头晶粒尺寸和显微硬度的影响经历过四道次焊接的焊接接头,增加纳米SiC增强颗粒的填粉量或者使用平均直径更小的纳米SiC增强颗粒有利于纳米SiC增强颗粒在AZ31镁基体中的均匀分布,焊核区的晶粒尺寸更加细小,焊核区的显微硬度也有所增加。(4)焊后热处理对焊接接头晶粒尺寸和显微硬度的影响当经过300℃热处理的搅拌摩擦焊接接头,无添加纳米SiC增强颗粒的焊核区存在因晶粒长大而导致显微硬度下降的现象,而添加了纳米SiC增强颗粒的焊核区,因为纳米SiC增强颗粒具有良好的“钉扎作用”,有效抑制晶粒的长大,从而避免了显微硬度值的降低。(5)显微硬度值最高的焊接接头的拉伸性能测试对主轴转速为1200rpm,焊接移速为70mm/min得到的焊接接头(焊核区显微硬度值最高)进行拉伸测试,测得接头抗拉性能为254MPa,屈服强度为208.6MPa。拉伸断裂口在焊缝前进侧的热机影响区,为脆性断裂。