2A12铝合金搅拌摩擦修复区显微硬度分析

搅拌摩擦修复是一种较新的裂纹修复技术,针对含预制0.8 mm深长直裂纹的2A12航空铝合金进行搅拌摩擦修复试验。修复后利用光学显微镜和显微硬度仪对其表面、截面微观组织和显微硬度进行了研究。结果发现:修复区显微硬度分布基本呈"W"形,表面与截面0.5 mm处硬度曲线基本一致,前进侧硬度低于返回侧,且硬度最低值出现在热影响区。截面修复区硬度分布为上部高于下部,且沿中心不对称分布。随厚度的增加,轴肩产生的摩擦热自上到下不断降低,是造成中下部修复性能降低的主要原因。修复区性能下降的主要原因是在修复和冷却过程中S相和θ相的固溶、不完全析出或分布不均匀,加上晶粒内部位错强化效果的降低,使得修复后硬度整体低于母材。

裂纹位置对搅拌摩擦修复铝合金疲劳性能的影响

采用搅拌摩擦方法对预制裂纹的2A12铝合金进行修复,并研究了裂纹放置位置对修复试样疲劳性能的影响。结果表明:预制裂纹试样经搅拌摩擦修复后裂纹愈合,裂纹位于前进侧修复后疲劳寿命最低,位于中间修复时疲劳寿命最高。断口分析表明前进侧修复试样由于热塑性材料损失造成修复区分层,返回侧修复试样断口与裂纹位于中间修复断口较为平整;修复区热塑性材料呈旋涡状流动,有流向轴肩中心趋势,因此裂纹位于中间时修复效果最好,并且修复区晶粒由于动态再结晶得到细化。

搅拌摩擦修复6061-T4铝合金裂纹的组织和性能

采用搅拌摩擦方法对预制裂纹的6061-T4铝合金板进行修复,研究了表面裂纹和贯穿裂纹2种类型试样修复区的微观金相组织和抗拉性能及硬度分布.结果表明:2种预制裂纹试样在合适的焊接工艺参数下,经搅拌摩擦修复后裂纹都能愈合.修复区晶粒由于动态再结晶,晶粒细化形成细小的等轴晶粒,裂纹修复后的试样抗拉强度能达到母材强度的78%,表面裂纹试样的伸长率达到16.1%、贯穿裂纹试样伸长率达到14.2%,为韧性断裂;裂纹修复区的显微硬度的分布曲线基本呈现"W"形.

超声辅助被动填充搅拌摩擦修复研究

搅拌摩擦焊焊后残留的匙孔会极大地降低焊缝力学性能,对其进行修复具有重要的工程意义。以AZ31B镁合金为对象,对比研究了超声加入对被动填充搅拌摩擦修复工艺的影响。结果表明:与未加入超声相比,超声可以减小飞边、促进材料流动、增加原子扩散能力,进而获得无缺陷的修复接头;采用超声辅助被动填充搅拌摩擦修复工艺的修复接头抗拉强度达到182.9 MPa;与未加入超声的工艺相比,修复接头拉伸强度提高38%。同时,超声辅助被动填充搅拌摩擦修复接头的断口形貌有大量韧窝,为典型的韧性断裂。

主动填充式腐蚀坑搅拌摩擦修复工艺研究

以含预制腐蚀坑的2A12铝合金板为研究对象,采用主动填充式搅拌摩擦修复技术对其进行修复工艺试验,对修复试样的微观组织、截面硬度和拉伸性能及拉伸断口进行观察与测试。结果表明,根据修复区域的组织特征可以将其分成母材、热影响区、热机影响区和修复核心区四部分。不同参数的修复截面硬度分布均呈"W"形,当工艺参数选择恰当时,其对应的总体硬度值也较高。当修复时间一定时,修复试样的拉伸性能随旋转速度增加呈现倒V形趋势,当旋转速度为1100 r/min、修复时间为14 s时,修复试样的抗拉强度、屈服强度、伸长率最好,分别达到453、332 MPa、8.1%。从微观断口形貌也可以看出此参数下修复效果最好,此时断口由大量深浅不一的韧窝组成,为韧性断裂。

搅拌摩擦修复2A12铝合金的疲劳性能和裂纹扩展行为

对含预制裂纹的2A12铝合金板进行搅拌摩擦修复试验,并对修复后的试样进行热处理。对修复试样与修复后热处理试样分别进行疲劳寿命与裂纹扩展试验,研究其疲劳性能的变化。结果表明:热处理可使修复试样疲劳寿命延长34.79%,修复试样与修复后热处理试样分别达到母材寿命的36.98%和49.89%,裂纹扩展速率均比母材的快,但修复后热处理试样裂纹扩展速率较修复试样低。疲劳断口显示,母材裂纹源多萌生于表面或亚表面夹杂相,修复试样与修复后热处理试样裂纹源多萌生于修复区和母材的界面,且裂纹源通常不止一处。稳定扩展区修复试样的修复区没有河流花样的解理面,而热处理后试样出现与母材类似的致密紧凑疲劳条带。修复试样瞬断区中由大量细小的等轴韧窝组成,而修复后热处理试样韧窝大小不等,但分布均匀。

搅拌摩擦焊修复技术的研究现状

由英国焊接研究所发明的搅拌摩擦焊可用于金属结构中缺陷的修复。与传统的熔化焊相比,搅拌摩擦焊修复具有高质量、低能耗、低成本、绿色无污染等优点。近年来,国内外的专家和学者不仅对裂纹型缺陷的修复进行了研究,还提出了多种由搅拌摩擦焊演生而来的工艺进行了体积型缺陷的修复。在介绍搅拌摩擦焊原理的基础上,对搅拌摩擦焊进行缺陷修复存在的工艺问题进行了分析,重点介绍面积型与体积型缺陷的修复工艺研究现状。

搅拌摩擦裂纹修复过程热塑性材料流动分析

针对预制裂纹的2A12铝合金板,采用搅拌摩擦的方法对裂纹进行修复,研究了修复过程热塑性材料的流场分布及修复区微观组织。结果表明,由于搅拌头的摩擦与搅拌作用,导致热塑性材料对裂纹间隙进行填补,经动态再结晶后使裂纹得到修复。热塑性材料总体流动趋势为漩涡状,修复区前进侧和返回侧的热塑性材料呈非对称流动。修复件从表面开始向下依次分布修复核心区、热机影响区、热影响区和母材,不同区域由于经历不同的热循环和搅拌头机械作用,导致显微组织的显著差异。

主动填充式搅拌摩擦腐蚀坑修复件疲劳性能研究

采用主动填充式搅拌摩擦修复技术对含预制腐蚀坑的2A12铝合金板进行修复试验。通过对修复试样的微观组织、截面硬度进行观察与测试,并对修复试样与未修复试样以及母材进行疲劳寿命试验,研究其疲劳性能的变化。结果表明:根据修复区的组织特征,修复区可以分成母材、热影响区、热机影响区和修复核心区四部分。修复试样修复区的截面硬度分布呈'W'形,最小值出现在热机影响区附近;修复后试样的平均寿命有了很大提升,是未修复试样寿命的6.6倍左右,未修复试样和修复试样的疲劳寿命分别达到母材的6.28%和41.3%。疲劳断口显示未修复试样稳定扩展区的疲劳条带间距比修复试样的稳定扩展区间距大,说明未修复试样的裂纹扩展的比已修复的快,而且修复试样的稳定扩展区中出现大量脱落的第二相粒子。

搅拌摩擦焊修复ZL210铸造铝合金组织与性能分析

鉴于铸件中存在不可避免的缺陷,以ZL210合金为研究对象,对搅拌摩擦焊修复技术进行试验研究,重点分析转速对修复接头微观形貌和力学性能的影响.结果表明,当转速过低时,修复区容易出现孔洞缺陷;在合理的焊接参数组合下可得到无缺陷的焊核区,其由细小的等轴晶组成.修复区的显微硬度呈"W"分布,热影响区的宽度随转速增加而增加.另外,随着转速的增加,修复区的抗拉强度先增加后减小;当转速为1 500 r/min,修复区的抗拉强度和断后伸长率达到最大值,分别为318 MPa和11.8%.断裂形貌表明修复后材料呈现典型的韧性断裂.

搅拌摩擦焊接技术在Fe基合金中的研究进展综述

搅拌摩擦焊(Friction stir welding, FSW)作为一种固态连接技术,通过剧烈的塑性变形和动态再结晶,可显著降低接头应力变形,形成独特的微观组织,改善力学性能,具有广阔的工程应用前景。文章列举了可应用于Fe基合金搅拌摩擦焊接的搅拌头材质,综述了搅拌摩擦焊技术在Fe基合金焊接、Fe基合金缺陷修复方面的应用进展,分析了现有研究中存在的问题,展望了潜在的研究方向。

搅拌摩擦成型对铝基复合材料性能影响

采用搅拌摩擦成型技术对铸造SiC颗粒增强铝基复合材料进行改性,从组织、力学性能和摩擦磨损性能方面进行对比分析。结果表明:搅拌摩擦成型技术能修复缺陷组织、细化晶粒,搅拌时的剪切力使得SiC颗粒被打碎并分散均匀,提高材料的力学性能,抗拉强度和屈服强度分别提高14%和16%;搅拌摩擦成型修复后材料摩擦系数的稳定性得到显著提高。

特殊运动器材2A12铝合金疲劳性能与裂纹扩展行为

为更好的观察特殊运动器材2A12铝合金在应力条件下的裂纹扩展状况,将通过三维重建方法对2A12铝合金的疲劳寿命以及裂纹扩展状况进行检测,在检测过程中引进CT扫描技术,这样可更加清晰地观察裂纹扩展状况为后续研究提供有效技术支持。针对特殊运动器材2A12铝合金在疲劳状态下产生的裂纹对其进行修复与愈合,并通过搅拌摩擦裂纹修复技术进行实验分析,为特殊运动器材2A12铝合金疲劳裂纹的修复环境营造良好氛围。

Interface repairing for AA5083/T2 copper explosive composite plate by friction stir processing

Multi-pass friction stir processing(M-FSP)was performed to repair the interface defects of AA5083/T2 copper explosive composite plates.The interface morphology and its bonding mechanism were explored.The results show that higher rotation speed and lower transverse speed produce more heat generated during FSP.The defect-free and good mechanical properties of the AA5083/T2 copper composite plate can be obtained under the condition of the rotation speed of 1200 r/min,the transverse speed of 30 mm/min and the overlap of 2/24.Moreover,M-FSP changes the interface bonding mechanism from metallurgical bonding to vortex connection,improving the bonding strength of composite plate,which can guarantee the repairing quality of composite plates.