添加钛粉对铝合金搅拌摩擦焊接头晶粒结构热稳定性的影响

利用搅拌摩擦焊接过程中产生的瞬时高温和强烈材料变形,通过内部开槽的方式引入铝钛混粉,使得铝与钛在焊接过程中发生剧烈原位反应,并生成金属间化合物颗粒.探讨焊核内部的第二相分布与焊后热处理过程晶粒结构稳定性之间的关系.结果表明,在6061铝合金中,添加钛粉的焊后热处理样品,异常晶粒区域面积大幅减小.这说明通过引入第二相颗粒的方式,有效地抑制了焊后热处理所产生的异常晶粒长大现象;并且随着焊接道次数的增加,残留钛颗粒的分布逐渐弥散,异常晶粒长大抑制效果愈加明显,提升了焊核区域晶粒结构的热稳定性.

铝板搅拌摩擦加工后原位自生第二相颗粒及焊核区晶粒尺寸

对1060铝板进行了搅拌摩擦加工(FSP),通过在加工区添加钛粉的方法原位生成了第二相Al3Ti颗粒,研究了第二相颗粒的分布及焊核区晶粒尺寸。结果表明:在焊核区前进侧钛粉的弥散程度随FSP道次的增多而增大,4道次后基本呈弥散分布,并与铝反应生成纳米级Al3Ti颗粒,该颗粒从界面处剥落后仍聚集于钛粉周围;第二相颗粒有效地限制了晶粒的长大,其数量较多的区域晶粒较细小,且在加工后热处理中几乎不发生长大。