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.

金属纳米晶热稳定性和晶粒长大行为的研究

推导出了金属纳米晶界的基本热力学函数,模拟计算了金属纳米晶界的吉布斯自由能随晶界过剩体积和温度的变化规律。以铜纳米晶材料为例,应用纳米晶热力学模型预测了纳米晶组织的热稳定性及纳米晶粒长大行为。将纳米晶界的热力学函数引入元胞自动机仿真算法,利用计算机模拟研究了金属纳米晶的变温晶粒长大过程。实验证实铜纳米晶粒长大的动力学特征符合纳米晶热力学模型的计算预测结果。