5083铝合金的类超塑性行为.doc

5083铝合金的类超塑性行为 超塑性技术已在工业领域获得了广泛的应用。相关的研究工作也获得了重大进展。根据超塑性产生的机理，超塑性可以分成组织超塑性、相变超塑性和应力诱发超塑性三类。组织超塑性是目前研究和应用最充分的。组织超塑要求材料具有微细晶粒，为此要进行预处理以使材料获得细粒组织。而这种预处理往往比较复杂，提高了生产成本并降低了生产效率。 近年来，研究者发现，在具有粗大晶粒的二元AL-Mg合金中可获得超过300%的伸长率。这种晶粒组织的高伸长率并不是上述超塑性变形的结果，而是溶质原子拖拽或粘性流动控制蠕变的结果。但是，以上研究所采用的合金为高纯度 合金。本文选用工业铝合金5083，研究其在高温下的形变行为及组织，探讨其实际应用的可能性。 1 试验方法 本试验选用AL-Mg系5083合金。成分为AL-5.40 Mg-0.65Mn-0.18 Fe-0.12Si-0.10Zn-0.09Ti0。05Cu，供货状态为2mm厚冷轧板材。将板材加工成拉伸试件后，在320保温40min进行退火。在不同速度和应变速率下进行拉伸试验并进行了金相观察。 2 试验结果与讨论 从合金在350、400和500下、应变速率1。67X10-4~3。3X10-1/S范围内形变时的伸长率变化来看，温度和应变速率对合金的伸长率影响不显著。表1给出了合金在不同的拉伸条件下的性能数据。由表1可知在温度500~350之间，合金在相当宽的应变速率范围内，伸长率在 100%~200%之间变化。即使在1。67X10-1/s这样高的应变速率下伸长率仍可达到180%以上，这在铝合金中的极为罕见。 金相组织观察发现，合金冷轧软化处理后，晶粒尺寸比较粗大，呈等轴状，平均尺寸为30um左右。经过高温拉抻后，晶粒尺寸发生显著变化，表2给出合金经过高温拉伸后不同部位的晶粒尺寸测量结果。 由表2可知，在高温下拉伸会使合金晶粒显著细化。提高应变速率，细化效果增加。而靠近夹持部分的晶粒尺寸同合金的原始晶粒尺寸相似。 综合分析以上试验结果，可以发现，虽然合金在高温拉伸时呈现较高的伸长率，但并不是超塑性形变的结果。主要表现在合金在起始应变速率变化 1000倍范围内保持高伸长率，而性能不像超塑性形变明显受应变速率的影响。其次合金在高温拉伸时，组织发生显著变化，而伸长率变化并不显著。并没有显示出超塑性典型的伸长率对应变速率的依赖性。并且铝合金呈现超塑料性时，晶粒尺寸一般在10~20um时，最佳应变速率范围应为1X10-3~1X10- 4/s。而本文的AL-Mg合金即使在形变时发生晶粒细化，尺寸虽仍在10~20um内，但是在应变速率3。3X10-1~1。67X10-4/S这样宽的范围内，仍然呈现相当高的伸长率，是溶质原子拖拽或粘性流动控制蠕变的结果。 3 结论 AL-Mg系5083合金在温度350~500℃之间，很宽的应变速率范围内呈现较高的伸长率。原始的粒晶组织发生细化。这种强化塑性现象具有较高的应用价值，有待于在实际生产中加以利3.5mm 厚铝合金5083-H321搅拌摩擦焊中的扭矩分析 刘金合，胡太文 （西北工业大学陕西省摩擦焊接重点实验室，陕西西安，710072） ??摘要：扭矩的测量对于理解和改进搅拌摩擦焊有很大的帮助，文中使用扭矩传感器测量了3.5mm 厚铝合金5083-H321 在不同参数下的扭矩，对扭矩曲线进行了比较，并研究了稳态平均扭矩对接头力学性能的影响。结果发现焊接速度一定时稳态平均扭矩随着旋转速度的增加而增加，旋转速度一定时稳态平均扭矩随着焊接速度的增加而增加。稳态平均扭矩为12 N·m时抗拉强度和伸长率最大，分别达到母材的93.6%和67%。关键词：搅拌摩擦焊；扭矩；铝合金；焊接参数 ???1 概述 ???搅拌摩擦焊（FSW）是由英国焊接研究所（TWI）于 1991年发明的一种新型固相焊接方法[1]。对搅拌摩擦焊过程中扭矩的测量和理解可以为搅拌头和FSW 设备的设计提供参考，尤其是在焊接高温材料如Ti，Ni 和铁合金时；其次，通过扭矩可以对FSW 过程进行实时控制，在FSW达到稳态时保持扭矩的恒定有助于获得质量均匀的焊缝；也可以通过扭矩来验证FSW 模型。国外文献[2]、[3]、[4]对搅拌摩擦焊过程中的扭矩进行了测量。国内王希靖等采用MCGS监控软件实现了搅拌摩擦焊接过程扭矩的实时检测及计算[5]。本文使用扭矩传感器测量了3.5 mm 厚5083-H321 在不同焊接参数下对接接头的扭矩，比较了不同参数下的扭矩曲线，并分析了稳态平均扭矩对接头性能的影响。焊接用材料为310mm伊145 mm伊3.5 mm 的铝合金5083- H321，其化学成分及力学性能如表1和表2所示。 ???2 试验 ???