镀锌钢-6016铝合金激光焊接组织性能与第一性原理计算

摘要：

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算Fe8Al8及(Fe7X)Al8 (X=Pb,Sn,Ti,Cu,Mn,Si,Zn)超胞模型的弹性模量与电子结构,在分析合金化元素改善FeAl金属间化合物力学性质的基础上,选取降低脆性效果较好的Cu和最好的Pb,对1.2 mm厚DC56D+ZF镀锌钢和1.15 mm厚6016铝合金平板试件进行加入中间夹层Cu和Pb的激光搭接焊试验.结果表明:FeAl金属间化合物为脆性相,其电子结构根源在于Fe的sd态与Al的sp态存在电子轨道杂化,为明显的共价键特征；FeAl合金化后,脆性降低,相应脆性由低到高的顺序为(Fe7Pb)Al8、(Fe7Sn)Al8、(Fe7Ti)Al8、(Fe7Cu)Al8、(Fe7Mn)Al8、(Fe7Si)Al8、(Fe7Zn)Al8、Fe8Al8,Pb合金化降低脆性效果最好,激光搭接焊加入中间夹层Pb,钢侧母材与焊缝界面区由母材侧较大晶粒和焊缝的细小晶粒交错形成,熔池金属与母材铝之间没有明显的分界线,焊接接头界面熔合良好；与未加夹层相比,加入中间夹层Cu和Pb后,焊接接头力学性能提高,其中Pb的作用优于Cu的,试样断口均具有韧性断裂特征.

关键词：镀锌钢、铝合金、第一性原理计算、激光搭接焊、FeAl脆性金属间化合物、力学性质

所属期刊栏目：22

分类号：TG113(金属学与热处理)

资助基金：国家高技术研究发展计划重点项目2007AA042006;国家自然科学基金资助项目51071065;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主课题71075003

在线出版日期：2012-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：230-238