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搅拌摩擦焊(friction stir welding,简称FSW)自1991年发明以来,基于其绿色环保、便于实现自动化以及接头性能优良等优点,受到航空航天领域的青睐。本文选定焊接参数为转速1000 r/min,焊速80 mm/min,首次研究5 mm厚的国产航空铝2A12-T4与7075-T6异种铝合金搅拌摩擦焊对接接头的组织与性能。利用X射线衍射(XRD)与金相显微镜研究了接头各区域的组织与结构。通过显微硬度测试、拉伸试验、冲击韧性测试、疲劳试验以及晶间腐蚀试验研究了2A12/7075异种合金FSW接头及其母材的性能。另外,借助体视显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了接头与母材的断口形貌及特征,初步探索其断裂机理。XRD分析表明,母材2A12-T4铝合金的基体为α(A1),强化相为S(Al2CuMg)、9(Al2Cu)等,含有杂质相Mg2Si。母材7075-T6铝合金的基体也是α(A1),强化相是η(MgZn2),但7075-T6铝合金中含有较多的杂质相Q(Al1.9CuMg4.1Si3.3)、Al0.7Fe3Si0.3等。FSW接头的基本组成相依然是a(Al),强化相为S(Al2CuMg)、T(AlMg4Zn11)以及β(AlCu3)。显微组织研究表明,7075-T6铝合金由变形的板条状组织组成,而2A12-T4铝合金除了板条状组织,还有小部分再结晶组织。接头焊核区由于受到摩擦热高温和强烈塑性变形作用,发生了完全动态再结晶,获得了均匀分布的等轴晶组织,晶粒大小为5.7 gm。两侧热影响区仅受焊接热循环的影响,晶粒有所长大。热机影响区受机械搅拌作用不充分,导致前进侧热机影响区为严重扭曲的板条状组织；回退侧热机影响区为稍微拉长的等轴晶组织。维氏硬度测试表明,2A12/7075 FSW接头的硬度整体上呈现近似“W”型分布,其中母材7075-T6的硬度值为154.1,母材2A12-T4为138.0。两侧热影响区硬度有所下降,特别是前进侧热影响区硬度下降更明显,仅为128.0。接头区域最高硬度值出现在焊核区中心附近,高达146.5。拉伸性能研究表明,母材7075-T6、母材2A12-T4、FSW接头的抗拉强度分别为551MPa、464 MPa、392 MPa;断后伸长率分别为8.6%、13.5%、5.8%。接头拉伸断裂位置为前进侧热影响区,拉伸性能相对母材有所下降。冲击韧性研究表明,焊核区的冲击功高于两侧母材,而前进侧热影响区的冲击功最低。疲劳测试表明,2A12/7075 FSW接头、母材7075-T6、母材2A12-T4的疲劳强度分别为101 MPa、 113 MPa、117MPa。综合考虑三者的S-N曲线趋势、疲劳强度、疲强比以及S-N曲线拟合结果,母材2A12-T4的疲劳性能最优,2A12/7075 FSW接头次之,而母材7075-T6最差。晶间腐蚀性能研究表明,接头各区域耐晶间腐蚀性能由强到弱依次为：焊核区、回退侧热机影响区、母材2A12、回退侧热影响区、前进侧热机影响区、前进侧热影响区、母材7075；前进侧耐晶间腐蚀性能整体上不如回退侧。断口分析表明,母材7075-T6拉伸断裂机理为准解理断裂,冲击断裂过程为具有舌头花样的解理断裂,低周疲劳断裂的主要方式也是解理断裂,高周疲劳断裂机理为沿晶断裂；母材2A12-T4的拉伸断裂机理为浅韧窝韧性断裂,冲击断裂过程为具有人字纹花样的脆性断裂,低周疲劳断裂机理主要为准解理断裂,高周疲劳断裂是以等轴韧窝为主要方式的韧-脆混合断裂；FSW接头拉伸断裂表现为解理断裂,冲击断裂为沿晶断裂,低周疲劳断裂机理是准解理断裂,高周疲劳断裂是以沿晶断裂为主要方式的韧-脆混合断裂。