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同质异种热处理状态铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能
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[cstr]
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作者单位:

首都航天机械公司

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中图分类号:

ＴＧ４

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Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＦＳＷｅｄ ＪｏｉｎｔｓＢｅｔｗｅｅｎ ２２１９ＭＣＳ Ｒｉｎｇ ａｎｄ ２２１９Ｃ１０Ｓ Ｂａｒｒｅｌ
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    摘要:

    开展了２２１９ＭＣＳ 叉形环和２２１９Ｃ１０Ｓ 筒段组成的接底接头的搅拌摩擦焊工艺试验ꎬ分析了焊接
    速度、２２１９ＭＣＳ 叉形环位置对接头组织形貌、显微硬度、力学性能的影响规律ꎮ 结果表明:２２１９ＭＣＳ 叉形环的
    原始粗大组织晶粒导致其无论位于前进侧还是后退侧ꎬ均是整个接头的薄弱环节ꎮ 接头显微硬度呈现出典型
    的“Ｗ”型分布ꎬ叉形环一侧的热机影响区的显微硬度最低ꎮ 在焊接参数相同时ꎬ叉形环位于后退侧的力学性
    能优于其位于前进侧ꎻ当焊接速度为１８０~２２０ ｍｍ/ ｍｉｎ 且叉形环为后退侧时ꎬ其接头综合性能最优ꎬ抗拉强度
    可达到３３０ ＭＰａꎬ低温抗拉强度可达到４２０ ＭＰａꎬ延伸率超过３.５％ꎬ正弯性能均可以达到１８０°无裂纹ꎬ但是
    ２２１９ＭＣＳ 母材开始出现裂纹ꎬ而背弯性能较差ꎬ并且背部裂纹沿着２２１９ＭＣＳ 热机影响区一侧起裂、扩展ꎮ

    Abstract:

    Ａｎ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ｔｈｅ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｓｔｉｒ ｗｅｌｄｅｄ ｂｕｔｔ ｊｏｉｎｔ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ ａ
    ２２１９ＭＣＳ ｒｉｎｇ ａｎｄ ａ ２２１９Ｃ１０Ｓ ｂａｒｒｅｌꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｗｅｌｄｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ２２１９ＭＣＳ ｒｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ
    ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬ ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｕｔｔ ｊｏｉｎｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ
    ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ２２１９ＭＣＳ ｒｉｎｇ ｗｈｅｔｈｅｒ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｉｎｇ ｓｉｄｅ ｏｒ ｒｅｔｒａｃｔｉｎｇ ｓｉｄｅ ｉｓ ｔｈｅ
    ｗｅａｋ ｌｉｎｋ ｏｆ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎ. Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ
    “Ｗ” ｔｙｐｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＴＭＡＺ ｏｆ ｔｈｅ ２２１９ＭＣＳ ｒｉｎｇ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ. Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｅｒ￣
    ｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ２２１９ＭＣＳ ｒｉｎｇ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｔｒａｃｔｉｎｇ ｓｉｄｅ ｉｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ２２１９ＭＣＳ
    ｒｉｎｇ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｉｎｇ ｓｉｄｅ. Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｗｅｌｄｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｉｓ １８０ ｔｏ ２２０ ｍｍ/ ｍｉｎ ａｎｄ ｔｈｅ ２２１９ＭＣＳ ｒｉｎｇ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ
    ｔｈｅ ｒｅｔｒａｃｔｉｎｇ ｓｉｄｅꎬ ｔｈｅ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｃａｎ ｂｅ ｕｐ ｔｏ ３３０ ＭＰａꎬ ｔｈｅ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ４２０
    ＭＰａꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ａｌｌ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ３.５％. Ｔｈｅ ｆａｃｅ ｂｅｎｄｉｎｇ ａｎｇｌｅ ｃａｎ ｒｅａｃｈ １８０° ｗｉｔｈｏｕｔ ｃｒａｃｋ ｏｎ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔꎬ ｂｕｔ
    ｓｏｍｅ ｃｒａｃｋｓ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐａｒｅｎｔ ｍｅｔａｌ ｏｆ ｔｈｅ ２２１９ＭＣＳ ｒｉｎｇ. Ｔｈｅ ｂａｃｋ ｂｅｎｄｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｓｏ ｐｏｏｒꎬ ａｎｄ ｔｈｅ
    ｃｒａｃｋ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ａｎｄ ｓｐｒｅａｄｅｄ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ＴＭＡＺ ｏｆ ｔｈｅ ２２１９ＭＣＳ ｒｉｎｇ.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

郝云飞 毕煌圣 孙宇明 孙世烜 李延民.同质异种热处理状态铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能[J].宇航材料工艺,2016,46(3).

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