T2纯铜快速冷却搅拌摩擦焊缝微观组织和力学性能研究

摘要：

由于焊后余热带来的退火软化效应,T2纯铜常规搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)焊缝通常会出现位错密度降低和晶粒长大的现象,其屈服强度普遍较低.为消除焊后退火效应并改善力学性能,采用液态CO2同步快速冷却FSW工艺对2 mm的T2纯铜进行焊接.利用光学显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜、显微硬度测试以及拉伸试验对焊缝的微观组织、力学性能和加工硬化行为进行研究.结果表明,纯铜FSW焊缝的晶粒细化机制主要为不连续动态再结晶、连续动态再结晶和孪晶诱导几何动态再结晶.快速冷却FSW纯铜焊缝呈现具有纳米孪晶和高位错密度的细晶结构,在加工硬化第Ⅲ阶段表现出较大的加工硬化率.在第Ⅳ阶段,纳米孪晶为位错增殖提供储存空间,使加工硬化率降低并改善塑性.和常规FSW相比,快速冷却FSW焊缝的屈服强度和断后伸长率分别提高了 31.1％和25.7％.本文提出的液态CO2同步快速冷却FSW工艺通过改善焊接热循环可在焊缝中制备异质细晶结构,有助于提高焊缝的屈服强度并使其表现出良好的强塑性匹配.

关键词：搅拌摩擦焊、纯铜、微观组织、力学性能、加工硬化行为

所属期刊栏目：58

分类号：TG453(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：江苏省自然科学基金;国家自然科学基金;江苏省高校青蓝工程资助项目

在线出版日期：2023-04-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：94-101