论文部分内容阅读
5A30铝合金是国内自主研究设计的一种铝合金，是在5083铝合金的基础上发展起来的一种新型铝合金。搅拌摩擦焊接是国内外公认的一种具有潜力的固相连接技术。目前关于5A30铝合金搅拌摩擦焊接的研究鲜见报道。因此，本课题选取搅拌摩擦焊接较少涉及的5A30铝合金板材作为研究对象，利用SEM-EBSD对搅拌摩擦焊后各区域微观组织结构的演化规律进行了研究，并对焊接过程中材料的流动形式及动态再结晶机制进行了深入的讨论。利用SEM-ECC对各区域第二相的分布及性能进行了研究。主要得到的结果如下：①通过EBSD研究表明，搅拌摩擦焊接接头由母材区、热影响区、热机影响区及焊核区四部分组成。母材区的轧制态晶粒经动态再结晶形成了焊核区细小的等轴再结晶晶粒，且平均晶粒尺寸从顶部到底部逐渐变小，此过程的动态再结晶机制主要为连续动态再结晶和几何动态再结晶；热机影响区的晶粒形貌为拉长的晶粒间混杂着部分等轴再结晶晶粒；热影响区因只受热循环作用，晶粒形貌与母材区几乎相同。②通过热机影响区的EBSD研究得出了材料在焊接过程中的流动形式。轴肩影响区内前进侧材料随着轴肩的旋转顺时针转动并向前移动，后退侧材料随着轴肩的旋转顺时针转动并向后移动；搅拌针影响区内前进侧材料首先沿着搅拌针的旋转方向顺时针转动，随后向后移动填充搅拌针向前移动后留下的空腔，后退侧材料沿着搅拌针的旋转方向顺时针转动并停止在搅拌针的后方，填充搅拌针向前移动后留下的空腔。③对焊接接头沿ND方向各层面的织构组分进行了分析。0.35mm层焊核区的织构组分为Cube{100}<001>，其他区域为Cube{100}<001>和Copper {112}<111>；1.35mm层焊核区的织构组分Brass{110}<112>，前进侧及后退侧热机影响区为Brass{110}<112>和Copper{112}<111>，前进侧热影响区为Cube{100}<001>和Brass{110}<112>，后退侧热影响区为Copper{112}<111>和Cube {100}<001>；2.35mm层焊核区的织构组分主要为<111>//ND指向TD约50°的方向，3.35mm层焊核区的织构组分主要为<111>//ND指向TD约40°的方向，并逆时针旋转了约30°，2.35mm及3.35mm层前进侧及后退侧热机影响区为S{123}<634>和Copper{112}<111>，其他区域与母材区几乎相同。④通过硬度试验及ECC分析表明，各层面的硬度分布曲线几乎相同，焊核区的硬度值最高，母材区的硬度值最低。各层面的第二相均较少且分布几乎相同，热影响区的第二相分布与母材区相同，热机影响区的第二相在机械力的作用下破碎细化，焊核区的第二相在强烈的机械搅拌及热循环的作用下，破碎细化且溶解，并在随后的冷却过程中，重新析出细小的第二相。