大型铝型材焊丝焊接工艺-及焊接接头组织与性能.pptx

1.概述概述主主合金元素合金元素钢：Fe，Ni，Cr，Mn，.铝合金：Al，Cu，Mg，Zn，.铜合金：Cu，Zn，Al，Fe，Ni，.微量元素微量元素微量：加入量不大，却能使合金组织和性能产生重大变化，分微量添加元素和微量杂质元素钢：C，Ti；O，S，P，.（20CrMnTi）铝合金：Ti，B，Zr，Sc，Re；K，Na，Ca，Bi.铜合金：Cr，Zr，Ag，Re，As，B；As，O，S，Bi，.钛铝化合物：Cr，Mn，Sc，.镍铝化合物：B，C，.研究目的研究目的弄清它们在合金中的存在形式和作用机制，有益者充分利用，有害的严格控制和清除它。同时介绍一下研究微成分和微结构方法，下面以铝合金为例重点分析讨论2.微量元素在铝合金中的存在形式和作用机制微量元素在铝合金中的存在形式和作用机制细化晶粒细化晶粒。在熔体凝固时就存在，起人工晶核作用在熔体凝固时就存在，起人工晶核作用Ti：TiAl3B：TiB2Zr：Al3ZrISc：Al3ScIdy，强度增幅2030MPa抑制加工过程中再结晶，半连铸条件下过饱和抑制加工过程中再结晶，半连铸条件下过饱和固溶于基体，铸锭均匀化时从固溶体析出一些固溶于基体，铸锭均匀化时从固溶体析出一些化合物化合物Cr：Al7CrMn：Al6MnZr：Al3ZrIISc：Al3ScII加工组织保留部分亚结构组织强度增幅3040MPa2.微量元素在铝合金中的存在形式和作用机制微量元素在铝合金中的存在形式和作用机制析出强化，铸锭均匀化时析出析出强化，铸锭均匀化时析出Zr：Al3ZrIISc：Al3ScII析出强化，强度增幅5060MPa有害杂质元素有害杂质元素Fe，Si：q1(AlFeSi)，底心正交，球状；q2(AlFeSiMn)，底心正方，长棒状；当合金中含Cu时，形成Al7Cu2Fe，体心四方结构消除办法：加ReH：导致氢脆消除办法：熔体净化处理时除气K，Na，Ca：偏聚于晶界，形成连续原子层的薄膜，导致晶界脆性消除办法：Na+BiNaBi3.微合金化技术的工程应用微合金化技术的工程应用实例分析：实例分析：纯Al及6063铝合金中的Ti和BAl-Mg-Li-Zr-Ag合金中的AgAl-Li-Cu-Mg-Zr合金中的ZrAl-Mg-Sc-Zr合金中的Sc和ZrAl-Zn-Mg-Sc-Zr合金中的Sc和ZrCu-Cr-Zr合金中的Cr和ZrCu-Ag-Zr合金中的Ag和ZrAl-Mg-Li-Zr-Ag合金中的AgAl-Mg-Li-Zr和Al-Mg-Li-Zr-Ag合金的化学成分合金 Mg Li Zr Ag Al 1 4.92 2.1 0.1 -余量 2 5.14 1.94 0.11 0.46 余量图1 合金在170时效，硬度和拉伸性能随时间的变化 a)硬度 b)拉伸性能图2 合金的晶粒组织a)合金1 b)合金2图3 170/3h时效后的显微组织结构ab)合金1 cd)合金2图4 170/24h时效后的显微组织a)合金1 bc)合金2图5 230/3h时效的显微组织a)合金1 b)合金2图6 2号合金固溶态中Ag的存在形式(Al)Mg3Ag?Al-Li-Cu-Mg-Zr合金Al-Mg-Sc-Zr合金中的Sc和Zr编号MgMnScZrAl1#（Al-2Mg-0.4Mn）20.4余量2#（Al-2Mg-0.4Mn-0.4(Sc+Zr)）20.40.4余量3#（Al-4Mg-0.4Mn）40.4余量4#（Al-4Mg-0.4Mn-0.4(Sc+Zr)）40.40.4余量5#（Al-6Mg-0.4Mn）60.4余量6#（Al-6Mg-0.4Mn-0.4(Sc+Zr)）60.40.4余量Al-Mg-Mn-(Sc+Zr)合金的化学成分(wt-%)图1不同处理态合金的拉伸力学性能a)抗拉强度图1不同处理态合金的拉伸力学性能b)屈服强度图1不同处理态合金的拉伸力学性能c)延伸率100ma)100mb)100md)100mc)Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的金相组织100mb)40ma)5mc)d)Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金晶粒细化机制acfeb100m100m100m100m100m100md图5340/1h稳定化退火后合金的显微组织100Xa）1#合金b)2#合金c)3#合金d)4#合金e)5#合金f)6#合金100ma)100mb)100mc)100me)100mf)100md)图4微量Sc和Zr对Al-Mg合金热轧态组织的影响a)Al-5Mg；b-d)Al-5Mg-0.4(Sc+Zr)；e)Al-6.2Zn-2Mg；f)Al-6.2Zn-2Mg-0.35(Sc+Zr)b)0.167ma)Al-5Mg-0.4(Sc+Zr)合金470/13h均匀化处理后的显微组织a)Al3(Sc,Zr)II明场像；b)电子衍射谱Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金中的Sc和Zr不同处理态Al-6.2Zn-2Mg和Al-6.2Zn-2Mg-0.35(Sc+Zr)合金的室温拉伸力学性能合金状态Al-6.2Zn-2MgAl-6.2Zn-2Mg-0.35(Sc+Zr)bMPa0.2MPa%bMPa0.2MPa%热轧态35725415.238729412.9465/30min,水淬33217026.044529917.4465/30min+120/3h41635715.049044713.0465/30min+120/12h43937613.049445810.7465/30min+120/24h45040510.054350910.6100ma)0.2mb)25mc)2md)Al-5Mg-0.4(Sc+Zr)和Al-6.2Zn-2Mg-0.35(Sc+Zr)合金冷轧板以不同温度退火后的显微组织a-b)Al-5Mg-0.4(Sc+Zr)，400/1h；c-d)Al-6.2Zn-2Mg-0.35(Sc+Zr)，535/1h200nma)100nmb)100nmc)50nmd)50nme)f)不同处理态Al-Zn-Mg合金和Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金的透射电子显微组织a)Al-6.2Zn-2Mg合金固溶态；b-c)Al-6.2Zn-2Mg-0.35(Sc+Zr)合金固溶态；c)Al3(Sc,Zr)II的(001)中心暗场像；d)Al-6.2Zn-2Mg合金120/12h时效态e)Al-6.2Zn-2Mg-0.35(Sc+Zr)合金120/12h时效态；f)相应于图g的001电子衍射谱；Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金Cu-Cr-Zr合金中的Cr和Zr时效温度对导条强度的影响时效温度对导条延伸率的影响 冷拉后450/8h时效态Cu-Ag-Zr合金中的Ag和Zr序号工艺条件合金性能HBbMPa0.2MPa5%rIACS192040min4504h64.030611140.877.2292060min4758h98.330919133.386.4392080min50010h86.230817933.786.8494040min47510h86.530818433.486.9594060min5004h89.331018234.586.5694080min4508h89.032518434.778.8796040min5008h87.231518630.385.5896060min45010h92.232518635.179.9996080min4754h82.731618624.283.5Cu-Ag-Zr合金的力学性能和电学性能Cu-Ag-Zr合金的X射线衍射谱已发表的论文已发表的论文1.RecrystallizationofAl-Mg-Sc-ZrAlloys,ZhangYonghong,YinZhimin,etal.,稀有金属材料科学与工程，Vol.31,3,2003,P167-1702.微量Sc、Zr对铝镁合金组织和力学性能的影响，张永红，尹志民，稀土，Vol.23,3,2002,P29-323.Sc和Zr复合微合金化在Al-Mg合金中的存在形式与作用，潘青林尹志民等，航空材料学报.2002,22(1),P6-104.微量Sc在Al-Mg合金中的作用,潘青林,尹志民等,金属学报,2001,37(7),P749-7535.微量Sc和Zr对Al-Zn-Mg合金组织与性能的影响,杨磊,潘青林,尹志民等,材料工程,2001.76.微量Zr、Cr对Cu13Zn合金力学性能的影响，罗丰华，张久兴，尹志民等，稀有金属材料与工程，Vol30,2,2001,P145-1487.EffectofminorScandZronmicrostructureandmechanicalpropertiesofAl-Zn-Mgbasedalloys,Yin Zhimin,Yang Lei,PanQinglin,et.al.,Trans.NonferrousMet.Soc.China,Vol.11,No.6,2001.8.ZhiminYin,QinglinPan,FengJiang,EffectofminorScandZronthemicrostructureandmechanicalpropertiesofAl-Mgbasedalloys,MaterialsScienceandEngineeringA280(2000)，151153.9.EffectofMinorSconHighTemperature MechanicalPropertiesofTiAlBaseAlloys,Yin Songbo,HuangBoyun,Yin Zhimin,MaterialsScienceandEngineeringA280(2000).204-20710.微量Sc和Zr对Al-Zn-Mg合金组织与性能的影响，尹志民，杨磊，潘青林，姜锋，2000年材料科学与工程新进展，中国材料研究学会主编，冶金工业出版社，P1257-126111.微量Sc对TiAl基合金显微组织和力学性能的影响，金头男，尹志民，李斗星，航空材料学报，2000,No.412.微量钪对TiAl基合金高温力学性能的影响，尹松波，黄伯云，贺跃辉，尹志民，中国有色金属学报，Vol.9,2,199913.尹志民，罗丰华，汪明朴等，微量Zr对Cu-13Zn合金组织和性能的影响，中国有色金属学报，Vol.9.No.4,1999.14.罗丰华（博士生），尹志民，汪明朴等，微量Zr对CuZn合金再结晶行为的影响，中国有色金属学报，Vol.30.No.2，1999.15.微量Zr对Cu-Zn合金再结晶的影响，罗丰华，尹志民，汪明朴，左铁镛，中南工业大学学报(自然科学版)，Vol.30,2,199916.微量锆对Al-Mg-Sc合金力学性能和显微组织的影响，高拥政，尹志民，潘青林。稀有金属，Vol.22,3,1998。17.稀土在过共晶高硅铝合金中的合金化作用,张卫文尹志民,理化检验:物理分册.1998,34(3).-12-14,3818.微量Sc和Zr对Al-Mg合金铸态组织的晶粒细化作用，尹志民、高拥政、潘青林、张永红、尹松波，中国有色金属学报，1997,7(4):75-78.纯Al及6063铝合金中的Ti和BAl-Li-Cu-Mg-Zr合金中的Zr