刘守法
,
时张杰
机械工程材料
对5083-H321铝合金板进行了搭接形式的搅拌摩擦焊，研究了焊接速度对接头拉剪强度和硬度的影响。结果表明：搅拌头转速为180r·min^-1，焊接速度为60mm·min^-1时，可使焊接接头拉剪强度达到200MPa以上，第二道焊缝的热输入使第一道焊缝焊核区晶粒长大，从而使其拉剪强度和硬度降低。
关键词:
搅拌摩擦焊
,
搭接焊
,
拉剪强度
刘守法
,
王晋鹏
,
吴松林
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.3.010
利用无针搅拌头，对 C71000铜镍合金和 Q235低碳钢进行了搅拌摩擦搭接焊。借助拉剪试验、SEM 和 EDS，研究了搭接面低碳钢侧镀镍层厚度对接头拉剪强度的影响机制。研究表明：镀镍层可阻止 Fe 元素在焊接过程中发生氧化，减少焊缝接合面上的微孔隙。焊接过程中的高温以及高压作用，使 Fe 和 Cu 原子扩散到镀镍层中，实现两板料间无缝接合。增大接合面的低碳钢侧镀镍层厚度，有利于提高焊缝的拉剪强度，当铜镍合金侧和低碳钢侧镀镍层厚度分别达5μm 和20μm 时，接头拉剪强度最大，约为295 MPa，为无镀层接头拉剪强度的2．76倍，接近铜镍合金母材的剪断强度。
关键词:
无针搅拌头
,
铜镍合金
,
低碳钢
,
搭接焊
,
拉剪强度
刘守法
,
蔡云
,
吴松林
机械工程材料
利用圆柱螺纹和三棱柱螺纹搅拌头对2024-T3与7075-T6铝合金进行了搅拌摩擦对接焊,并对焊缝的宏观形貌、硬度以及接头的拉伸性能、断口形貌进行了分析.结果表明:搅拌头转速为1 100 r·min-1和焊接速度为80 mm·min-1时的焊缝中无隧道类缺陷,且三棱柱螺纹搅拌头使得两种材料融合得较好,搭配方式为AS(2024)-RS(7075)的接头抗拉强度达到了260MPa,断裂位置为2024-T3铝合金的TMAZ区;搅拌头转速为1 100r·min-1和焊接速度为120 mm·min-1且搭配方式为AS(2024)-RS(7075)时,圆柱螺纹搅拌头对应焊缝的硬度最小,仅为107HV,且拉伸断口上的韧窝数量最少、深度最浅,抗拉强度也最低,为78 MPa.
关键词:
搅拌摩擦焊
,
抗拉强度
,
异种铝合金
,
不同形状搅拌头
刘守法
,
周兆锋
,
李春风
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.1.007
分别利用普通钢制垫板和自制的带有冷水通道的铜制垫板,对AZ31镁合金进行了搅拌摩擦加工.利用光学显微镜(OM)、SEM、显微硬度仪和拉伸设备,研究了被加工件厚度、搅拌头焊接速率和冷却条件对试样搅拌区力学性能的影响.研究表明:试样搅拌区从上层至中层和底层,再结晶晶粒尺寸依次减小.通过减小被加工件厚度、增大搅拌头焊接速率和加快冷却速率等方法,抑制了试样搅拌区晶粒长大.在搅拌头转速和焊接速率分别为800r/min和90mm/min的条件下,得到的搅拌区底部平均晶粒尺寸约为450nm,该区域显微硬度为96HV,与普通钢制垫板制备的试样相比,硬度提高了24HV,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别提高为原材料的1.27倍、1.6倍和2.2倍.
关键词:
搅拌摩擦加工
,
垫板
,
AZ31镁合金
,
晶粒细化
,
显微硬度
刘守法
,
王晋鹏
,
吴松林
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.10.014
将SiO2颗粒填入 AZ61镁合金基体上预先开出的沟槽中,利用搅拌摩擦工艺(FSP)成功地将颗粒均匀地搅拌进镁合金中.利用扫描电镜(SEM)观察了试样搅拌区颗粒分布情况,分别对高温退火和高温拉伸试样的晶粒长大情况进行了观察,测量了试样搅拌区及其附近区域的硬度,利用扫描电镜进行了断口形貌分析并对试样高温变形机制进行了分析.结果表明:大部分SiO2颗粒被均匀地搅拌进镁合金中,仅有少量的颗粒以聚集块形式存在;未掺人SiO2颗粒的搅拌摩擦试样搅拌区平均硬度为HV78,而掺入SiO2颗粒的试样搅拌区平均硬度为HV110,提高了HV30左右;合金中的Si02颗粒有效地抑制了静态退火、高温拉伸和搅拌摩擦过程中的晶粒长大,使其保持在3μm以内;试样在400℃下以3×10-1 s-1的应变速率拉伸得到的伸长率最大,达到了453％,实现了材料高应变速率下的超塑性.
关键词:
搅拌摩擦工艺
,
SiO2颗粒
,
晶粒长大
,
高应变速率
,
超塑性
刘守法
,
李春风
,
吴松林
兵器材料科学与工程
利用无针搅拌头,对3.6 mm厚铜镍合金和4 mm厚低碳钢进行搅拌摩擦搭接焊.借助拉剪试验、SEM和EDS,研究焊接参数对接头拉剪强度的影响,并分析多道次焊缝间的最佳间距.结果表明:减小焊接速度或增大预热时间有利于提高接头拉剪强度,试验得到的试样最大拉剪强度达到295 MPa,接近铜镍合金母材的剪断强度.在最佳焊接参数下,多道次焊接需要保证两相邻焊缝间距离小于12 mm,可实现大面积接合面接合.
关键词:
无针搅拌头
,
铜镍合金
,
低碳钢
,
搭接焊
,
拉剪强度
刘守法
,
夏祥春
,
王晋鹏
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201601009
利用4道次搅拌摩擦加工(FSP)工艺，分别将粒径为20 nm 的单斜晶 ZrO2(M-ZrO2)颗粒和40 nm 的正方晶 ZrO2(T-ZrO2)颗粒添加到 AZ31镁合金中制备了 ZrO2颗粒增强镁基复合材料，研究了复合材料的显微组织与力学性能，并与无强化颗粒 FSP 镁合金的进行了对比。结果表明：M-ZrO2颗粒和 T-ZrO2颗粒增强镁基复合材料的晶粒尺寸分别约为6μm 和2μm；两种 ZrO2颗粒均弥散分布于复合材料中，且均未与基体反应生成新物相；ZrO2颗粒可有效提高镁合金的硬度、屈服强度和抗拉强度，且 T-ZrO2颗粒的强化效果更好；无强化颗粒 FSP 镁合金与 M-ZrO2颗粒增强复合材料拉伸断口均具有混合断裂特征，前者的韧性断裂特征较明显，后者的脆性断裂特征较明显。
关键词:
搅拌摩擦加工
,
ZrO2颗粒
,
镁基复合材料
,
力学性能
