金属学报  2008, Vol. 44 Issue (6): 665-670

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搅拌摩擦焊接参数对ZK60镁合金接头微观组织和力学性能的影响

谢广明；马宗义；耿林

哈尔滨工业大学材料学院

EFEECT OF FRICTION STIR WELDING PARAMETERS ON MICROSTRUCTURES AND MECHANICAL PROPERTIES OF ZK60 MAGNESIUM ALLOY JOINTS

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中国科学院金属研究所

谢广明; 马宗义; 耿林 . 搅拌摩擦焊接参数对ZK60镁合金接头微观组织和力学性能的影响[J]. 金属学报, 2008, 44(6): 665-670 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(1945 KB)   摘要: 采用搅拌摩擦焊接方法对6 mm厚的挤压态ZK60镁合金板材进行焊接. 在广泛的焊接参数 (600---1200 r/min的旋转速率和50---200 mm/min的焊接速度)下, 均得到了高质量的焊接接头. 在焊 接工具的搅拌和摩擦热的联合作用下, 在焊核区形成了细小、均匀的再结晶晶粒, 同时MgZn$_{2}$粒子 被破碎并大部分固溶入镁基体. 对于ZK60镁合金, MgZn$_{2}$粒子的弥散强化作用高于晶粒细化的作 用, 因而焊核区的硬度低于母材, 拉伸时接头在焊核区发生断裂. 在低热输入焊接参数($\leq$800 r/min)下, 随焊接参数的变化, 焊核区晶粒尺寸、焊接接头的抗拉和屈服强度及延伸率变化较小. 在高热输 入焊接参数(1200 r/min)下, 焊核区晶粒明显变大, 接头的抗拉和屈服强度略有下降. 对焊接接头进 行人工时效后, 不同热输入条件下得到的焊接接头的强度和延伸率都有明显提高. 关键词 ： 搅拌摩擦焊接,  镁合金,  微观组织,  力学性能     Abstract：Six millimeters thick ZK60 alloy plates were successfully friction stir welded (FSW). The sound welded joints were achieved under a wide range of welding parameters (rotation rate of 600-800 rpm and traverse speed of 50-200 mm/min). After FSW, the coarse grains in ZK60 alloy were changed to fine equiaxed recrystallized grains at the nugget zone. Furthermore, the coarse MgZn2 particles were broken up and mostly dissolved into the matrix. For this ZK60 magnesium alloy, the precipitation strengthening effect was more dominant than fine-grain strengthening effect. Therefore, hardness values of the nugget zone were lower than those of the PM and the fracture occurred at the nugget zone. At low heat input parameters (≤800 rpm), the grain size of the nugget zone, and the tensile strength and elongation of welded joints at different parameters were similar, but at high heat input parameter (1200 rpm), the grains of the nugget zone became large and the tensile strength of welded joints slightly decreased. After aging treatment, the strength and elongation of welded joints under different parameters increased and their mechanical properties were similar. Key words： friction stir welding    magnesium alloy    microstructure    mechanical property 收稿日期: 2007-11-23      ZTFLH:  TG453   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 谢广明 马宗义 耿林 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/Y2008/V44/I6/665 [1]Chen Z H.Magnesium Alloy.Beijing:Chemical Industry Press,2004:446 (陈振华．镁合金．北京：化学工业出版社，2004：446) [2]Thomas W M,Nicholas E D,Needham J C,Murch M G, Templesmith P,Dawes C J.GB Pat Appl No.9125978.8, 1991 [3]Mishra R S,Ma Z Y.Mater Sci Eng,2005;R50:1 [4]Nakata K,Inoki S,Nagano Y,Hashimoto T,Johgan S, Ushio M.Proc 3rd lnt Conf Friction Stir Welding,Kobe, Japan,27-28 Sep.,2001 [5]Lee W B,Kim J W,Yeon Y M,Jung S B.Mater Trans, 2003;44:917 [6]Lee W B,Yeon Y M,Jung S B.Mater Sci Technol,2003; 19:785 [7]Park S H C,Sato Y S,Kokawa H.Scr Mater,2003;49: 161 [8]Chang W S,Kim H J,Noh J S,Bang H S.Key Eng Mater, 2006;321-323:1723 [9]Zhang D,Suzuki M,Maruyama K.Scr Mater,2005;52: 899 [10]Xie G M,Ma Z Y,Geng L,Chen R S.Mater Sci Eng, 2007;A471:63 [11]Xie G M,Ma Z Y,Geng L.Mater Sci Eng A,Available Online at www.sciencedirect.com,26 Aug.,2007,in Press [12]Gharacheh M A,Kokabi A H,Daneshi G H,Shalchi B, Sarrafi R.Int J Mach Tool Manuf,2006;46:1983 [13]Sato Y S,Kokawa H,Enomoto M,Jogan S.Metall Mater Trans,1999;30A:2429 [1] 郑亮, 张强, 李周, 张国庆. 增/降氧过程对高温合金粉末表面特性和合金性能的影响：粉末存储到脱气处理[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1265-1278. [2] 张雷雷, 陈晶阳, 汤鑫, 肖程波, 张明军, 杨卿. K439B铸造高温合金800℃长期时效组织与性能演变[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1253-1264. [3] 宫声凯, 刘原, 耿粒伦, 茹毅, 赵文月, 裴延玲, 李树索. 涂层/高温合金界面行为及调控研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1097-1108. [4] 张健, 王莉, 谢光, 王栋, 申健, 卢玉章, 黄亚奇, 李亚微. 镍基单晶高温合金的研发进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1109-1124. [5] 丁桦, 张宇, 蔡明晖, 唐正友. 奥氏体基Fe-Mn-Al-C轻质钢的研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1027-1041. [6] 李景仁, 谢东升, 张栋栋, 谢红波, 潘虎成, 任玉平, 秦高梧. 新型低合金化高强Mg-0.2Ce-0.2Ca合金挤压过程中的组织演变机理[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1087-1096. [7] 刘兴军, 魏振帮, 卢勇, 韩佳甲, 施荣沛, 王翠萍. 新型钴基与Nb-Si基高温合金扩散动力学研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 969-985. [8] 陈礼清, 李兴, 赵阳, 王帅, 冯阳. 结构功能一体化高锰减振钢研究发展概况[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1015-1026. [9] 袁江淮, 王振玉, 马冠水, 周广学, 程晓英, 汪爱英. Cr2AlC涂层相结构演变对力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 961-968. [10] 冯艾寒, 陈强, 王剑, 王皞, 曲寿江, 陈道伦. 低密度Ti2AlNb基合金热轧板微观组织的热稳定性[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 777-786. [11] 吴东江, 刘德华, 张子傲, 张逸伦, 牛方勇, 马广义. 电弧增材制造2024铝合金的微观组织与力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 767-776. [12] 侯娟, 代斌斌, 闵师领, 刘慧, 蒋梦蕾, 杨帆. 尺寸设计对选区激光熔化304L不锈钢显微组织与性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 623-635. [13] 刘满平, 薛周磊, 彭振, 陈昱林, 丁立鹏, 贾志宏. 后时效对超细晶6061铝合金微观结构与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 657-667. [14] 王长胜, 付华栋, 张洪涛, 谢建新. 冷轧变形对高性能Cu-Ni-Si合金组织性能与析出行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 585-598. [15] 张东阳, 张钧, 李述军, 任德春, 马英杰, 杨锐. 热处理对选区激光熔化Ti55531合金多孔材料力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 647-656. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed