首先熔炼了含钪(质量分数为0.26%)的Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金, 铸态合金依次经热轧、冷轧、固溶、时效热处理后, 采用成分相近的焊丝对其进行氩弧焊, 研究了焊接接头的组织、拉伸性能和硬度, 并讨论了钪在焊接接头中的存在形式及作用机理。结果表明: 焊缝区为典型的铸态树枝晶组织, 热影响区又可分为半熔合区和软化区, 半熔合区靠近焊缝, 区内出现了一层较薄的细小等轴晶组织; 软化区靠近母材, 发生了明显的再结晶现象, 其组织特征为加工纤维组织和粗化的再结晶组织; 焊接接头的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别约为481 MPa, 320 MPa,9.97%,焊接系数为0.826～0.828; 微量钪、锆元素在接头中形成的初生Al3(Sc,Zr)粒子可作为非均匀形核的核心, 显著细化熔池区域的铸态晶粒;接头硬度从焊缝中心向两侧母材呈先增大后减小然后再增大的趋势。

所属栏目

试验研究湖南省教育厅科学研究项目(14C0379)

收稿日期

2015/11/172016/6/20

作者单位

聂俊红:湖南化工职业技术学院机械系, 株洲 412011
潘清林:中南大学材料科学与工程学院, 长沙 410083
聂辉文:湖南化工职业技术学院机械系, 株洲 412011
赖春明:湖南化工职业技术学院机械系, 株洲 412011
李 波:中南大学材料科学与工程学院, 长沙 410083

备注

聂俊红(1973-), 男, 湖南娄底人, 讲师, 学士。

引用该论文:

NIE Jun-hong,PAN Qing-lin,NIE Hui-wen,LAI Chun-ming,LI Bo.Microstructure and Properties of Welded Joint of Al-Zn-Mg-Mn-Zr Alloy Containing Sc[J].Materials for mechancial engineering,2016,40(9):26～30
聂俊红,潘清林,聂辉文,赖春明,李 波.含钪Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金焊接接头的组织与性能[J].机械工程材料,2016,40(9):26～30

参考文献

【1】

ROMETSCH P A, ZHANG Y, KNIGHT S, et al. Heat treatment of 7xxx series aluminium alloys—some recent developments［J］. Trans Nonferrous Met Soc China, 2014, 24(7): 2003-2017.

【2】

JAMES C, WILLIAMS J C, STARKE E A. Progress in structural materials for aerospace systems［J］. Acta Materiala, 2003, 51(19): 5775-5799.

【3】

陈小明,宋仁国,李杰. 7xxx系铝合金的研究现状及发展趋势［J］. 材料导报, 2009, 23(2):67-70.

【4】

ROBSON J D, PRANGNELL P B.Modelling A13Zr dispersoid precipitation in multicomponent aluminium alloys［J］.Materials Science & Engineering A,2003, 352(1/2):240-250.

【5】

杨守杰, 谢优华. Zr对Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金力学性能的影响［J］. 材料研究学报, 2002, 16(4): 406-412.

【6】

李波, 潘清林, 李晨,等. 时效处理对含钪Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金腐蚀行为的影响［J］. 中南大学学报, 2013, 4(10):3998-4005.

【7】

杨成刚,吴辉明,陈玉华,等. 钛和锆对2219铝铜合金焊接接头组织和性能的影响［J］. 机械工程材料, 2009, 33(3): 24-30.

【8】

肖静,尹志民,黄继武.微量钪对Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金组织与性能的影响［J］. 中南大学学报(自然科学版), 2008, 39(5): 975-979.

【9】

LI Chen, PAN Qing-lin, SHI Yun-jia, et al. Influence of aging temperature on corrosion behavior of Al-Zn-Mg-Sc-Zr alloy［J］. Materials & Design, 2014, 55:551-559.

【10】

黄星, 潘清林, 李波,等. 双级时效对含Sc的Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金组织与性能的影响［J］. 中南大学学报(自然科学版), 2015, 46(11): 66-75.

【11】

戴晓元, 夏长清, 马科, 等. Sc对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金铸态组织和力学性能的影响［J］. 中国有色金属学报, 2007, 17(8): 1324-1329.

【12】

尹志民, 郭飞跃, 张成良, 等. 大型铝型材的焊接［J］. 轻合金加工技术, 2002, 30(8): 43-46.

【13】

王生, 李周, 尹志民. 钪锆微合金化焊丝焊接头的组织与性能［J］. 兵器材料科学与工程, 2005, 28(3):26-29.