原文传递
热矫形温度对高速列车铝合金接头组织与性能的影响机制
| 论文题名： | 热矫形温度对高速列车铝合金接头组织与性能的影响机制 |
| 关键词： | 高速列车;铝合金接头;热矫形温度;微观组织;力学性能 |
| 摘要： | 高速列车大量使用铝合金材料，用于车体侧墙的6N01和用于车架枕梁的7N01属于热处理可强化铝合金，具有良好的综合性能。但铝合金焊接变形突出，往往需要焊后矫形。火焰加热联合机械加压的热矫形方法，能有效的控制焊接变形，但不当的热矫形工艺会引起构件性能恶化，而有关铝合金热矫形的理论研究还不完善。因此，研究铝合金母材及焊接接头不同矫形加热温度下组织与性能的变化机制是亟待解决的问题，从而为高速列车合理的矫形加热提供依据。 首先研制了一套热电偶测温系统，完成了硬件设备的搭建和软件程序的编程，实现了多通道测量、测量稳定精度高、反应速度快的技术指标。利用研制的测温装置测试了热矫形温度场的工艺参数，认为火焰加热产生的局部、瞬时温度场不利于矫形温度的精确控制，故采用了热模拟试验开展热矫形分析。 考察了6N01-T5铝合金不同矫形加热温度下的性能差异。结果表明，矫形温度对母材和焊接接头的影响规律有所差别；经历较低温度时静力学性能不降低，高于250℃时强度和硬度降低，软化区范围加宽；验证了加载频率对接头疲劳寿命无明显影响，较低加载应力时矫形加热接头疲劳性能改善，较高加载应力时在250℃内加热疲劳寿命有所提高，高温下性能恶化严重。分析了6N01热矫形接头各区的微观组织，进行了TEM机理分析，认为矫形热循环影响GP区、β''/β'过渡相和β稳定相的析出、长大与固溶，同时合金会发生再结晶和晶粒长大，进而引起性能变化。6N01较为合适的热矫形温度为200～250℃。 考察了7N01-T5铝合金不同矫形加热温度下的性能差异。结果表明，250～350℃区间加热为强度敏感区，而经历高温加热时强度维持较高值；矫形温度对焊缝区硬度影响较小，母材区与热影响区低于300℃加热时硬度下降，300～350℃内上升，高温矫形后由于发生自然时效导致软化现象不明显。加载应力较低时热矫形接头疲劳性能普遍改善，而加载应力较高时热矫形温度对有缺陷的焊接接头疲劳性能影响不明显，焊接缺陷是影响疲劳寿命的主要因素。利用TEM分析了性能变化机制，经历不同矫形温度的焊接接头各区处于不同的时效状态，晶粒形貌有所差别，析出的GP区、η'、η相具有不同强化效果。综合认为7N01较为合适的热矫形温度为330～400℃。 |
| 作者： | 熊志亮 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 刘雪松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
