7N01铝合金型材焊接接头微观组织表征与力学性能

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中强可焊Al-Zn-Mg铝合金具有良好的综合性能,然而在焊接过程中,接头部分熔化区或多层焊层间容易发生明显的晶界液化现象,在拉应力的作用下可能导致液化裂纹的产生,进而造成焊接接头力学性能恶化。本研究采用熔化极气体保护焊(MIG)方法对国产7N01S-T5铝合金型材进行正常焊接和多次热循环试验,利用OM、SEM、SEM-EBSD和SEM-EDS等微观组织观察和微区成分分析手段,重点研究了焊接接头部分熔化区的晶界液化行为及其形成机制,研究结果发现:1.7N01S-T5铝合金焊接接头组织:熔化区为典型的铸造组织;部分熔化区为细小的再结晶晶粒;热影响区仍保有母材纤维状组织,但晶粒明显长大;经历多次热循环试验的接头部分熔化区明显增宽,这与热输入量增加有关。2.接头热影响区基体存在与母材成分一致的第二相粒子,即分布在晶界处的黑色和白色第二相粒子,白色为AlFeMnSi旧粒子,黑色为MgZn相粒子,其Mg/Zn原子的比值为1.11。3.显微硬度分布测定结果显示,接头熔化区的硬度最低,部分熔化区硬度显著升高,硬度在淬火区达到最高值;热影响区存在明显的软化区,其近缝区的边界随着焊接热循环次数的增加向焊缝移动,这与焊接过程中该区域析出相粒子的聚集长大有关。4.对拉伸性能不合格的接头试样进行宏、微观断口分析,发现断口的脆性断裂特征明显;断口侧的金相组织观察结果显示断裂边缘处的基体晶界上存在连续网状分布的低熔点第二相,在拉伸过程中,裂纹极易沿着这样的晶界形核和扩展。5.对断口断裂位置边缘和接头的部分熔合区进行EBSD分析,发现低熔点第二相多分布在无规则大角度晶界上;经EDS成分测试,发现其为MgZn相。
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