鋁合金攪拌摩擦焊后人工時效力學(xué)性能數(shù)值模擬

萬震宇， 周 霞， 張 昭,2

(1． 大連理工大學(xué) 運(yùn)載工程與力學(xué)學(xué)部 工程力學(xué)系工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連116024;2. 大連理工大學(xué) 國際計(jì)算力學(xué)研究中心,遼寧 大連116024)

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鋁合金攪拌摩擦焊后人工時效力學(xué)性能數(shù)值模擬

萬震宇1， 周 霞1， 張 昭1,2

(1． 大連理工大學(xué) 運(yùn)載工程與力學(xué)學(xué)部 工程力學(xué)系工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連116024;2. 大連理工大學(xué) 國際計(jì)算力學(xué)研究中心,遼寧 大連116024)

采用KWN模型構(gòu)建攪拌摩擦焊接中Al-Mg-Si系鋁合金沉淀相演化計(jì)算模型，通過將屈服強(qiáng)度分為晶粒大小、固溶相和析出相三部分貢獻(xiàn)，可以計(jì)算平板攪拌摩擦焊后的屈服強(qiáng)度和硬度。進(jìn)一步研究不同焊后人工時效條件下，焊接平板力學(xué)性能變化的機(jī)理。結(jié)果表明：更長的焊后保溫時間有利于攪拌區(qū)力學(xué)性能的回復(fù)；較高的保溫溫度有利于攪拌區(qū)力學(xué)性能的快速回復(fù)，但是當(dāng)溫度高于200 ℃時，長時間保溫會使母材軟化，不利于力學(xué)性能回復(fù)；通過焊后人工時效不能明顯改善熱影響區(qū)的力學(xué)性能。

攪拌摩擦焊接；析出相；焊后熱處理；人工時效

作為一種固態(tài)連接技術(shù)，相比較于傳統(tǒng)熔焊中接頭狀態(tài)的改變而導(dǎo)致的扭曲變形以及較大的殘余應(yīng)力，攪拌摩擦焊接具有接頭力學(xué)性能好、污染低等優(yōu)點(diǎn)[1-2]，迅速在航空航天、船舶、高速列車、汽車等領(lǐng)域取得工業(yè)應(yīng)用[3-4]。在攪拌摩擦焊接中，焊接接頭被劃分為幾個不同的焊接區(qū)域：焊核區(qū)、熱影響區(qū)、熱機(jī)影響區(qū)和母材區(qū)[5-6]，不同焊接區(qū)域具有不同的力學(xué)性能[7-8]，主要是由于焊接過程導(dǎo)致不同區(qū)域具有不同的微觀組織結(jié)構(gòu)。……