Al-Zn-Mg-Cu-Zr-（Sc）合金搅拌摩擦焊接头组织和性能
来源期刊：工程科学学报2020年第5期
论文作者：王宇 熊柏青 李志辉 温凯 李锡武 张永安 闫丽珍 刘红伟 闫宏伟
文章页码：612 - 619
关键词：Al-Zn-Mg-Cu-Zr-（Sc）合金;Al3（Sc,Zr）;FSW接头;显微组织;力学性能;
摘 要：利用光学显微镜、透射电子显微镜、显微硬度计和万能拉伸试验机等分析手段,表征了Al-Zn-Mg-Cu-Zr-（Sc）合金搅拌摩擦焊（FSW）接头的显微组织和性能,探究了Sc元素对改善超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金焊接性能的作用机制.结果表明:Al-Zn-Mg-Cu-Zr-（Sc）合金焊接接头具有相似的组织特征,焊核区为动态再结晶组织,由细小均匀的等轴晶组成,包含较高密度的位错线,大部分时效析出相回溶;热力影响区晶粒被拉长,位错密度更高,残留的时效析出相显著粗化;热影响区保留与母材相同的晶粒形态,大部分时效析出的η’相发生长大,少部分粗化成η相.添加质量分数0.17%的Sc,可以使合金FSW接头抗拉强度提升43 MPa,屈服强度提升23 MPa,断后伸长率改善2.3%,焊接系数达到74.1%.Al3（Sc,Zr）二次析出相可以强烈抑制位错、亚晶界、晶界的移动,细化晶粒的同时保留大量的亚结构,且自身可发挥Orowan弥散强化作用.因此,可通过细晶强化、亚结构强化和弥散强化三种方式显著提高合金FSW接头的力学性能.
王宇1,2,3，熊柏青1,3，李志辉1,3，温凯1,3，李锡武1,3，张永安1,3，闫丽珍1,3，刘红伟1,3，闫宏伟1,3
1. 有研工程技术研究院有限公司有色金属材料制备加工国家重点实验室2. 有研亿金新材料有限公司3. 有研科技集团有限公司
摘 要：利用光学显微镜、透射电子显微镜、显微硬度计和万能拉伸试验机等分析手段,表征了Al-Zn-Mg-Cu-Zr-（Sc）合金搅拌摩擦焊（FSW）接头的显微组织和性能,探究了Sc元素对改善超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金焊接性能的作用机制.结果表明:Al-Zn-Mg-Cu-Zr-（Sc）合金焊接接头具有相似的组织特征,焊核区为动态再结晶组织,由细小均匀的等轴晶组成,包含较高密度的位错线,大部分时效析出相回溶;热力影响区晶粒被拉长,位错密度更高,残留的时效析出相显著粗化;热影响区保留与母材相同的晶粒形态,大部分时效析出的η’相发生长大,少部分粗化成η相.添加质量分数0.17%的Sc,可以使合金FSW接头抗拉强度提升43 MPa,屈服强度提升23 MPa,断后伸长率改善2.3%,焊接系数达到74.1%.Al3（Sc,Zr）二次析出相可以强烈抑制位错、亚晶界、晶界的移动,细化晶粒的同时保留大量的亚结构,且自身可发挥Orowan弥散强化作用.因此,可通过细晶强化、亚结构强化和弥散强化三种方式显著提高合金FSW接头的力学性能.
关键词：Al-Zn-Mg-Cu-Zr-（Sc）合金;Al3（Sc,Zr）;FSW接头;显微组织;力学性能;
