稀土镁合金搅拌摩擦焊焊缝组织及性能研究

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1、制造技术研究2013年10月第5期稀土镁合金搅拌摩擦焊焊缝组织及性能研究燕翔李宝华何志宏（湖北三江航天红阳机电有限公司，孝感432100）摘要：选用稀土镁合金材料以对接形式进行搅拌摩擦焊接。综合运用光学金相显微镜、能谱仪、扫描电镜、X射线衍射仪、材料试验机对焊缝组织以及性能进行了研究。结果表明，焊缝分为母材区、焊核区、热机影响区和热影响区，在焊核区发生了动态再结晶，晶粒细小，强化相呈弥散点状；在热机影响形成了织构组织和明显的分界界面，且在前进侧尤为显著。选用合理的焊接参数可获得良好的焊缝强度，Rm值可达到母材实测值

2、的90%，宏观下断口呈脆性断裂特征，微观下呈韧窝特征，断裂发生在焊缝前进侧热机影响区。关键词：稀土镁合金；搅拌摩擦焊；焊缝ResearchontheMicrostructureandPropertiesofRareEarthMagnesiumAlloyFrictionStirWeldYanXiangLiBaohuaHeZhihong(HubeiSanjiangSpaceflightHongyangElectromechanicalCo.Ltd.,Xiaogan432100)Abstract：Thefrictions

3、tirbuttweldingofrareearthmagnesiumalloyiscarriedout.Byuseofmetallurgicalmicroscopy,EDS,SEM,XRD,materialtestingmachine,themicrostructureandpropertiesareanalysed.Theresultsshowthattheweldisdividedintobasemetal(BM),transformationheataffectedzone(TMAZ),heataffecte

4、dzone(HAZ)anddynamicallyrecrystallilzedzone(DXZ).DynamicrecrystallizationtakesplaceinDXZandobtaintinygrains,fullybrokenstrengtheningphaseisdispersedpunctatedistribution.InTMAZ,bytransformationagitationandthermalcyclingofthedualrole,formingadistincttextureschar

5、acteristicsandboundariesinterface,thisfeatureisparticularlyonadvancingside.HAZthermalcyclestressonlyunderacertainoftissuegrowthandcoarsening.Whentherevolvingspeedandtheweldingspeedarerational,getagoodweldstrengthandreach90%ofthebasematerialmeasuredvalue,thefra

6、cturecharacteristicsofbrittlefracture,themicroscopiccharacteristicsofthedimple.ThefractureoccursontheforwardsideoftheTMAZ.Keywords：rareearthmagnesiumalloy；frictionstirweld；weldjoint1引言业发展对材料性能的要求，从而使得镁合金材料的运用受到了制约。近年来，如何提高镁合金强度和高温3镁合金密度约1.8g/cm，仅为铝合金的1/3，钛合性能受

7、到极大的关注，而运用稀土元素实现合金化是金的2/5，因此相对比强度高，比刚度接近铝合金和很好的解决途径。钢，且具加工成型容易、废料可回收利用等特点，被搅拌摩擦焊（FSW）技术是英国焊接研究所（TWI）称为“二十一世纪绿色环保材料”。但常规镁合金强于1991年发明的一项新型固相连接技术，与传统的度、耐热、抗高温蠕变等性能较差，难以满足目前工熔焊技术相比，它在控制焊接变形、提高接头强度、作者简介：燕翔（1977-），工程师，工程材料专业；研究方向：材料性能检测与失效分析。收稿日期：2013-09-0212制造技术研究航

8、天制造技术改善接头耐疲劳性能等方面具有突出的优势。本文重从焊接试板上分别切取焊缝试样，加工制备拉伸点研究了Mg-Gd-Zn系稀土镁合金在不同焊接参数下性能试样和金相试样，金相试样经过磨制、抛光后用的组织结构以及力学行为，为实现搅拌摩擦焊技术在硝酸乙酸草酸水溶液（配比：硝酸1mL+乙酸1mL+稀土镁合金产品上应用具有一定的借鉴意义。草酸1g+水150mL）浸蚀