2195铝锂合金摩擦搅拌焊接头组织与腐蚀行为

研究了5 mm厚度2195-T8铝锂合金板材摩擦搅拌焊(FSW)接头不同位置的显微组织、腐蚀电化学行为以及在晶间腐蚀介质中的腐蚀特征. 结果表明,母材为纤维状晶粒组织,而焊核区为晶粒尺寸小于10 μm的完全再结晶组织. 2195-T8铝锂合金母材时效强化相为T1相(Al₂CuLi)和θ'相(Al₂Cu),热力影响区大部分T1相和全部θ'相已重新溶解至基体中,而焊核区所有T1相和θ'相均重新溶解. 从母材至焊核区,电位逐渐增加,相应地FSW接头上表面发生宏观平面电偶腐蚀,焊核区承担阴极电流,而母材部分则承担阳极电流. 在晶间腐蚀介质中,焊核区表面发生程度较轻的均匀腐蚀,母材部分发生深入基体内部的腐蚀.     

LF2铝合金搅拌摩擦焊接接头的组织与性能

对10 mm厚LF2铝合金搅拌摩擦焊接进行了研究.结果表明:焊接厚板时,为防止出现隧道型缺陷,须在较低的焊速和转速下进行.当焊速为9 mm/min,转速为950 r/mln,焊接输入能量为6 230 W时,接头强度值最高,其值与母材强度值相等.接头处由平均尺寸约为15 μm的均匀细小的晶粒组成;热影响区平均晶粒尺寸较大,其最大值约为28 μm;热机械影响区内组织细长,局部区域最大长度可达到85 μm.焊核区平均硬度与母材相当,中心最高硬度可达HV95,近缝区硬度低于母材硬度.     

8mm厚7A52铝合金搅拌摩擦焊组织及性能分析

针对8 mm厚的7A52铝合金采用搅拌摩擦焊(FSW)进行焊接试验,研究了其焊接接头的显微组织及力学性能。结果表明:焊接接头宏观上呈V字状,焊核区组织为细小的等轴晶,且焊核区底部的晶粒比焊核区顶部和中部的晶粒更为细小,热影响区组织稍有粗化现象,前进侧和后退侧的热力影响区组织均较焊核区组织粗大;焊接接头显微硬度分布呈现出"W"形变化,焊接接头的平均抗拉强度为452 MPa,达到了母材抗拉强度的89%,断裂位置均发生于热影响区及热力影响区的过渡区,焊接接头的断裂模式为韧性断裂,电化学腐蚀形貌以点蚀和晶间腐蚀为主。     

2219铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀行为

采用晶间腐蚀试验和剥落腐蚀试验研究了2219铝合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀行为,结合金相显微镜、扫描电镜及能谱仪等分析手段研究了接头腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的成分,并对接头腐蚀机理进行了初步的探讨.结果表明,搅拌摩擦焊焊核区耐蚀性比母材高;腐蚀从点蚀开始,逐渐发展为晶间腐蚀和剥落腐蚀的全面腐蚀形貌;接头组织成分的均匀化,降低了材料形成局部腐蚀原电池的倾向,使得电位正向移动,接头耐蚀性增强.     

AZ80镁合金搅拌摩擦焊缝硬度性能分析

AZ80镁合金搅拌摩擦焊成形时,接头组织承受摩擦受热、升温及降温.探讨了接头不同区域由于受热程度不同、冷却速度不同,产生组织晶粒大小不同,显微硬度不同.结果显示:焊核区在接头中硬度最低,而下部焊核在中心焊核中,硬度最高,晶粒最小;热机影响区硬度大于焊核区,相应组织较粗大及母材挤压成形流线影响仍大;热影响区硬度更接近母材,组织接近母材,受挤压形成的织构强化、应变硬化仍存在;前进侧硬度比后退侧的小,前进侧的组织比后退侧的组织粗大.     

异种铝合金搅拌摩擦焊搭接接头的显微组织与硬度研究

采用搅拌摩擦焊对异种铝合金6061-T6(上板)和A356-T6(下板)进行搭接焊,用体式和光学显微镜观察搭接接头的组织形貌,并测试其显微硬度.结果表明:在适当的工艺参数条件下,可以获得表面成形良好、内部无明显缺陷的搭接接头.在焊核区,两板间存在明显的界面,且位置较原位置整体上移,前进侧界面处呈锯齿状,界面由两种铝合金组织交替镶嵌而成,而后退侧界面则呈曲线状.两板均呈现典型的搅拌摩擦焊接头组织:焊核区由细小的等轴晶组成,而热影响区组织与母材相似,晶粒有细微粗化,热机影响区晶粒被拉长、弯曲,有明显的塑性流动.两板焊缝区显微硬度比各自母材均有不同程度的降低,且上板6061-T6降低幅度较大,焊后最大硬度约为母材的65%.     

2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头的组织及性能

对航空用5 mm厚的2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头组织及性能进行了研究。结果表明：当旋转速度为1000 r/min,焊速80 mm/min,7075铝合金置于前进侧时,接头焊核区出现了洋葱环,该区域为细小均匀分布的等轴晶组织,晶粒平均尺寸为5.7 μm;两侧热影响区晶粒都有所长大,但前进侧热影响区更为明显。整个接头的显微硬度分布呈“W”型,最高硬度值出现在焊核区中心,达146.5 HV0.2,前进侧硬度较回退侧下降明显。接头抗拉强度达到392 MPa,分别是2A12铝合金母材强度的84.5%,是7075母材的71.1%,断裂位置处于前进侧热影响区。     

滚动轧制对铝合金搅拌摩擦焊接头性能的影响

采用自制滚动轧制头对5 mm厚铝合金7050搅拌摩擦焊接头的上表面及背面进行滚动轧制,并与其焊接态的接头作对比,研究了滚动轧制对焊接接头性能的影响. 结果表明,滚动轧制后接头表面的粗糙度由最大9.58 μm降低到平均约0.85 μm. 表层发生了剧烈的塑性变形,晶粒明显细化形成约200 μm厚的细晶层,亚表层晶粒细化程度降低,在焊核区伴有剪切带产生. 接头表层硬度明显提高,其平均硬度高达HV210,相比轧制前硬度HV110提高了91%. 接头表层残余应力由原来的拉应力转变为压应力,最大残余压应力场深度约为200 μm. 疲劳源由表层移至亚表层,疲劳寿命显著提高.     

紫铜搅拌摩擦焊接工艺与接头组织性能研究

以10 mm厚T2紫铜为研究对象开展搅拌摩擦焊工艺试验。结果表明,在一定参数范围内,可获得表面成形良好、无内部缺陷的优质接头。接头的宏观截貌由焊核区、热影响区和母材组成,未观察到热机影响区。其中焊核区发生明显的动态再结晶,获得细小等轴晶组织,热影响区晶粒有所长大。接头的显微硬度分布呈"W"形,焊核区和热影响区的硬度值均低于母材,热影响区的硬度值最低,焊核区硬度比较稳定。当转速为400 r/min、焊速为100 mm/min时,接头抗拉强度达到母材的97%。不同参数下接头的断裂位置均位于后退侧热影响区。     

焊接参数对7A04铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能的影响

采用不同的焊接参数对3 mm厚7A04铝合金板进行焊接,并对接头的组织、沉淀相、力学性能及断口形貌进行了分析. 结果表明,焊核区组织发生动态再结晶,形成细小的等轴晶粒,热影响区晶粒发生明显粗化. TEM分析结果显示,经搅拌摩擦焊后,焊核区部分沉淀相溶解. 焊核区晶粒尺寸随焊接速度增大而减小. 当焊接速度为120 mm/min,旋转速度为800 r/min时,接头强度达到最大值 454.2 MPa,为母材的95%,断后伸长率为3.97%,为母材的70%. 硬度测试显示搅拌摩擦焊接头发生软化,焊缝区域硬度低于母材,硬度值最低点出现在热影响区;拉伸断口形貌SEM图像表明接头断裂方式为韧性和脆性混合型断裂.     

T6时效和T6I6时效对6005A铝合金微观组织和性能的影响

采用硬度测试、晶间腐蚀试验,透射电镜(TEM)和高分辨透射电子显微(HRTEM)分析研究6时效和T6I6时效工艺处理对6005A铝合金硬度和晶间腐蚀性能的影响。结果显示:6005A铝合金经T6峰时效175℃、12 h后,虽然硬度达到了120 HV,但存在严重的晶间腐蚀倾向,腐蚀深度约为100μm,同时,晶界上的析出相呈不连续分布,尺寸较小;经T6I6时效处理后,晶内生成细小的析出相,同时晶界的析出相呈不连续分布,但尺寸较大,此时合金可获得更高的峰值硬度(127 HV),而且其抗腐蚀能力得到显著提高,腐蚀深度约为30μm。     

超声冲击对2A12铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀行为的影响

采用腐蚀挂片和动电位极化曲线测试对比研究了超声冲击前后2A12铝合金搅拌摩擦焊接头在3.5% NaCl水溶液中的腐蚀行为. 试验结果表明，超声冲击后接头的平均腐蚀速率是冲击前的1/2，未冲击试样热影响区的自腐蚀电位为?0.629 V(Ag/AgCl)，腐蚀倾向最高，由点蚀和晶间腐蚀引起的腐蚀坑平均深度达到125 μm；经过超声冲击处理后，接头各区的自腐蚀电位升高，腐蚀电流密度降低，表面基本呈现均匀腐蚀的形态，最大腐蚀深度不超过40 μm. 超声冲击使材料表层晶粒发生细化和致密化，是材料耐蚀性能提高的主要原因.     

超声滚压对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响

目的 研究不同静压力条件下形变诱导梯度变形层对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响。方法 使用超声滚压技术(USRP，Ultrasonic surface rolling processing)强化6061铝合金表层，采用激光共聚焦、X射线衍射等方法研究酸化NaCl溶液体系下3种静压力条件对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响。结果 随着静压力的增大，6061铝合金表层组织呈梯度变化，且形变层深度可延伸至近300 μm。在酸化NaCl溶液腐蚀加速条件下，在相同时间内滚压后试样沿晶腐蚀的路径大幅缩短，向下扩展的深度降低了50%，使得6061铝合金的抗晶间腐蚀性能显著提高。表征结果表明，晶间腐蚀扩展路径与表面粗糙度无相关性，它主要与第二相(AlFeSi相)在形变层中的弥散分布有关。未经USRP处理的6061铝合金在沿晶界连续分布的AlFeSi相促进下发生了明显的沿晶腐蚀。相比之下，经USRP处理后，AlFeSi相会因晶粒形变而呈断续分布，减弱了它在晶界区域对铝合金基体的电偶腐蚀作用，降低了腐蚀通道的连通性，从而阻碍了腐蚀路径的扩展。结论 USRP可提高6061铝合金的抗晶间腐蚀性能，其表面粗糙度并非是提高晶间腐蚀抗性的主要因素，经USRP细化和分散后的AlFeSi相是阻断沿晶腐蚀路径的关键因素。     

2219铝合金搅拌摩擦焊接接头剥落腐蚀机理

采用原位腐蚀试验、静态失重试验、浸泡试验研究了2219铝合金搅拌摩擦焊接接头的剥落腐蚀行为与机理。结果表明:2219铝合金搅拌摩擦焊焊缝腐蚀速率比母材小,焊缝的抗腐蚀性提高;腐蚀从局部点蚀开始,起源于第二相粒子与其边缘的铝基体,第二相粒子作阴极;原位腐蚀2 h后焊核与热机影响区发生晶间腐蚀,母材发生严重的点蚀;均匀分布的第二相粒子与细小的等轴晶组织是焊核区剥落腐蚀敏感性降低的主要原因。     

时效处理对7A20铝合金时效硬化响应和晶间腐蚀的影响

研究了自然时效(NA)效应对7A20铝合金人工时效硬化行为的影响,测试了其维氏硬度和力学性能,运用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜表征了其微观组织演变情况。结果表明:固溶处理后的试样在室温放置过程中表现出明显的自然时效效应。经3天(NA3)和8天(NA8)自然时效处理后的试样,人工时效初期均出现了时效软化效应,经2 h人工时效后,显微硬度分别降低25.3%和22.7%。不同热处理后试样的基体晶粒无明显差异,但晶内结构却有明显差别。热处理后的试样,在晶界处均存在20 nm左右的PFZ区。NA3+160 ℃×40 h和NA8+160 ℃×40 h的试样,晶内短棒状析出相数量增多。固溶处理后直接进行人工时效,抗晶间腐蚀性能最好,腐蚀深度为80~120 μm。NA3和NA8试样经160 ℃×40 h人工时效后,其晶间腐蚀深度分别达到了100~140 μm和120~160 μm,且有明显的脱落现象。     

淬火水温对Al-Mg-Si系合金力学性能和耐腐蚀性的影响

采用拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜和电化学性能测试等方法研究了固溶处理时冷却水温度对Al-Mg-Si系合金性能的影响。结果表明:固溶处理时,随着淬火水温的升高,合金的抗拉强度、屈服强度变化不明显,而合金的伸长率与硬度有所降低,即20 ℃水温淬火时合金具有良好的综合力学性能,显微硬度为129.4 HV0.3,抗拉强度为 352.2 MPa,屈服强度为 300.9 MPa;同时合金的抗晶间腐蚀性逐渐下降,而抗剥落腐蚀性影响不大,均为PC等级。因此,20 ℃水温淬火时合金具有最佳的抗晶间腐蚀性能,最大腐蚀深度为231.4 μm,这与电化学性能测试结果相对应,此时的腐蚀电位最大,为-0.834 V。     

不同取向7050铝合金试样的晶间腐蚀动力学

7050铝合金在使用中易发生晶间腐蚀,不同取向存在差异。采用光学金相显微镜、扫描电镜研究了60mm厚7050铝合金板材不同取向试样的组织分布、晶间腐蚀行为。结果表明:晶粒沿板材轧制方向呈扁平状,晶界处呈链状分布的第二相;晶间腐蚀开始于晶界的第二相处,L(纵向)-T(横向)面的晶界腐蚀后容易呈片状脱落,晶间腐蚀最大深度值最小,为3级晶间腐蚀;T-S(短横向)面和L-S面存在较多晶界,腐蚀容易向深度方向发展,T-S面的晶间腐蚀最大深度最大,为4级晶间腐蚀;腐蚀失重表明,T-S面的腐蚀失重最大,有较多的腐蚀产物脱落。此外,得到了不同取向试样的腐蚀失重和最大腐蚀深度随时间变化规律,并拟合得到了晶间腐蚀动力学方程。     

Investigation of intergranular corrosion of 316L stainless steel diffusion bonded joint by electrochemical potentiokinetic reactivation

Electrochemical potentiokinetic reactivation technique (EPR) was employed to assess degree of sensitization in 316L stainless steel diffusion bonded joint (DBJ). The result showed the degree of sensitization of DBJ was much smaller than that of base material (BM). No chromium carbides precipitated at grain boundaries in DBJ after 100 h treatment at 650 °C, while chromium carbides could be seen clearly in the BM after 8 h treatment, indicating that DBJ has better intergranular corrosion resistance than BM. Diffusion bonding technique will not increase intergranular corrosion susceptibility of 316L DBJ. Reactivation potential has the biggest effect on sensitization.     

Influence of the microstructure and laser shock processing (LSP) on the corrosion behaviour of the AA2050-T8 aluminium alloy

The corrosion behaviour of AA2050-T8 was studied after polishing and after laser shock processing (LSP) treatment using the electrochemical microcell technique and the SVET. After polishing, pitting at constituent particles and intergranular corrosion were observed. By contrast, no intergranular corrosion developed after LSP. Microcell measurements revealed that LSP increases the pitting potential. SVET measurements revealed that local anodic currents are systematically lower on LSP-treated surfaces than on polished ones. The current density on the LSP-treated surface remains constant around 50 μA cm⁻² up to 123 min after immersion, while on the polished surface it reaches 200 μA cm⁻².