7A60鋁合金攪拌摩擦加工組織性能研究.pdf

1、攪拌摩擦加工(Friction Stir Processing FSP)是由美國密蘇里大學(xué)Mishra等人于1999年提出的一種全新的金屬表面固相加工技術(shù)，加工原理來源于英國焊接研究所于1991年發(fā)明的攪拌摩擦焊(FSW)。FSP根據(jù)被加工區(qū)域深度的不同，分為整體FSP(The Volume FSP，簡稱VFSP)和表面FSP(The Surface FSP，簡稱SFSP)。加工過程通過攪拌頭對加工區(qū)域內(nèi)母材的劇烈塑性變形、混合及破碎作

2、用，實(shí)現(xiàn)金屬工件微觀組織的細(xì)化、均勻化和致密化。FSP可實(shí)現(xiàn)鋁合金的微結(jié)構(gòu)改性，在細(xì)化晶粒的同時，明顯提高其強(qiáng)度、硬度、耐蝕性及獲得超塑性。
　　本文通過二維攪拌摩擦焊系統(tǒng)對7A60鋁合金進(jìn)行攪拌摩擦加工試驗(yàn)，通過數(shù)值模擬和試驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行研究。通過溫度場模擬，研究不同加工參數(shù)下溫度場的分布規(guī)律及加工過程出現(xiàn)的峰值溫度，并對加工參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化;通過試驗(yàn)、微觀組織分析及力學(xué)性能測試，驗(yàn)證不同加工參數(shù)對材料組織性能的改善作用，并借

3、助相關(guān)測試手段從微觀角度解釋了性能改善的機(jī)理。
　　模擬研究結(jié)果表明:隨著進(jìn)給速度變大，峰值溫度總趨勢變小;隨著旋轉(zhuǎn)速度變大，加工過程峰值溫度變大。旋轉(zhuǎn)速度對溫度的影響比進(jìn)給速度要明顯;ω/v在5.3～8之間獲得了合理的溫度分布。試驗(yàn)研究結(jié)果表明:加工后的材料晶粒相比母材明顯變小，由于特殊的熱循環(huán)規(guī)律，原來已經(jīng)長大的動態(tài)再結(jié)晶晶粒不再發(fā)生長大，最終得到晶粒細(xì)小、第二相分布均勻的組織。4#樣(600r/min×80mm/min)中心