超聲沖擊對MB8鎂合金十字接頭性能影響的研究.pdf

1、超聲沖擊是對材料表面性能的改善有很明顯的作用，可以提高材料的疲勞、腐蝕、磨損等方面的性能。鎂合金以其獨特的優(yōu)勢正被各國所研究，鎂合金焊接接頭的疲勞性能也是一個重要的領(lǐng)域。研究超聲沖擊對鎂合金性能的影響對其在工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的應(yīng)用是有實際價值的。
　　本文采用手動送絲TIG焊對MB8變形鎂合金板進(jìn)行焊接，研究十字接頭的疲勞性能。MB8鎂合金十字接頭原始焊接態(tài)試樣的S-N曲線為lg N=15.36?6.015 lgΔσ，超聲沖擊后試樣的

2、S-N曲線方程為lg N=23.17?10.4 lgΔσ。在循環(huán)次數(shù)為2×106條件下，超聲沖擊后試樣的條件疲勞強(qiáng)度為41.88MPa，而原始焊接狀態(tài)試樣的條件疲勞強(qiáng)度為32.07MPa，超聲沖擊后疲勞強(qiáng)度提高了30.59％。在相同應(yīng)力水平條件下，MB8十字接頭超聲沖擊態(tài)試樣的疲勞壽命是焊態(tài)試樣疲勞壽命的5~17倍。
　　接頭均于焊趾處斷裂，這與該處的金相組織緊密相關(guān)。由于焊趾位于柱狀晶和粗大晶粒交界處，這導(dǎo)致該區(qū)域成為焊接接頭的

3、薄弱部位。在掃描電鏡下，裂紋都萌生于表面，但沖擊后的表層由于殘余壓應(yīng)力的作用，裂紋的擴(kuò)展速度減緩。擴(kuò)展區(qū)主要是解理臺階，并出現(xiàn)二次裂紋。瞬斷區(qū)是以撕裂棱為主并有少量韌窩，特別是沖擊態(tài)試樣更多。
　　超聲沖擊技術(shù)對疲勞試樣雙向殘余應(yīng)力的消除效果是非常顯著的，這極大的提高了結(jié)構(gòu)的受力和焊縫的疲勞強(qiáng)度。經(jīng)過沖擊后焊縫、焊趾處的殘余應(yīng)力都會減小，經(jīng)疲勞試驗斷裂后殘余應(yīng)力有較大的釋放，但焊趾處殘余應(yīng)力的釋放幅度比焊縫區(qū)更大，釋放幅度達(dá)到90

4、%以上。
　　超聲沖擊可以細(xì)化 MB8鎂合金的晶粒。在初期，位錯是其主要的變形機(jī)理。隨著位錯不斷增殖，形成位錯纏結(jié)、位錯墻、位錯胞。當(dāng)沖擊時間繼續(xù)增加，位錯發(fā)生湮滅、重排，形成亞晶。最后，塑性變形進(jìn)一步加劇，亞晶內(nèi)的位錯發(fā)生增殖、湮滅、重排，亞晶進(jìn)一步細(xì)化成納米晶。
　　本文研究不同的超聲沖擊時間下，MB8變形鎂合金在3.5%的鹽水下腐蝕性能的變化。結(jié)果表明：沖擊時間越長，沖擊表面的耐腐蝕性越好。沖擊時間6min的相較于未沖