时效处理对2024t3搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响

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1、摘要目前，搅拌摩擦焊已经被广泛的应用于航空航天、船舶、铁路、汽车等领域。国内外评定铝合金FSW接头时，主要考察焊态条件下接头区域微观组织结构、力学性能和疲劳性能，很少考虑焊后时效热处理对FSW接头使用性能的影响。铝合金的特点是具有时效强化效应，即使在自然放置状态下其性能也会随时间而变化。因此，研究时效工艺对FSW接头性能的影响具有重要工程意义。本文研究的是时效处理对2024．T3的FSW接头的组织及性能的影响，主要考察三种时效规范一自然时效、180℃／10h、45℃／12h一对FSW接头的影响，以便在工程应用中为确定2024．T3铝合金F

2、SW接头时效热处理规范提供参考依据。本文利用金相、硬度、拉伸、弯曲等试验手段来评定接头性能。研究结果表明，自然时效各个周期接头相应区域的金相组织无明显的变化；对比三种时效制度接头，其各区域的组织微观上也未能发现明显的区别，但是经过XRD物相分析，发现45。C／12h的焊缝析出的S相比其它两种的多。从接头整体硬度分布来看，自然时效与45℃／12h的分布趋势一样，只是后者整体比前者高；180。C／10h的接头硬度分布毫无规律，但热机影响区的硬度升高并大于焊缝硬度。从局部来看，自然时效的第一、二周期接头焊缝的硬度波动较大，从第三周期开始，硬度趋

3、于稳定。经过45。C／12h的接头焊缝硬度波动最大，180℃／10h的次之，第五自然时效周期的最小。由于接头存在缺陷，导致三种时效规范的接头抗拉强度、延伸率下降。但剔除缺陷影响，时效后的接头的性能优于焊态的，而且自然时效优于人工时效。关键词：2024铝合金；搅拌摩擦焊；时效；组织与性能ABSTRACTAtpresent，FSWhasbeenwidelyusedataerospace，ship-building，railways，automobilesandotherfields．athomeandabroad，peopleevaluate

4、thejointofFSWofaluminumalloybymicrostructure，mechanicalpropertiesandfatigueproperties，butlargelyoverlookanimportantfeatureofaluminum-ageingstrengthening．Therefore，thestudyoftheeffluenceoftheagingprocessonFSWjointiswithimportantsignificance．Theobjectiveofthispaperistofindt

5、heimpactofagingonthejointsofFSWof2024一T3aluminumalloyunderthethreesystems-thenaturalaging，180。C／10h，45。C／I2h，inordertoprovidereferencefortheagingsystemwhenascertainageingconditionofaluminumFSWjoints．Byusingmicrostructure，hardness，stretching，bending，andothermeanspeopletest

6、thejoint．Theresultsshowthatthemicrostructureofthenaturalagingjointsatthecorrespondingregionsinvariousperiodhasnosignificantchange；Comparisonofthreeagingjoints，itsmicrostructurehasalsofailedtofindacleardistinction，butafterXRDdiffraction，findsthattheWeldNuggetof45。C／12hhasm

7、oreSprecipitationthantheothertwo，whichleadstoitshardnesshigherthantheothertwo．Fromthedistributionofthehardnessofthecrossareaofthejoint，naturalagingand45。C／12hhavethesametrend，butthelatterishighthantheformer；180*C／1Ohhasnoregulardistribution，butthehardnessoftheThermalMecha

8、nicalAffectedZoneishigherthantheNugget．Fromthelocalarea，weldjointshardnessfluctuatesinthefirstan