镁铝异种金属搅拌摩擦焊接头 微观组织和力学性能的分析
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河北科技大学材料科学与工程学院

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TG456.9

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HEA/Al复合材料界面“熵型同构”行为及强韧化机理研究,52305354


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    摘要:

    为抑制镁铝异种金属焊接接头脆性相形成并改善接头性能,设计采用铜金属作为中间层的搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)方法对7075铝合金与AZ31B镁合金异种金属进行焊接。分别采用显微组织观察、能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)元素检测、X射线衍射(X-ray diffractometer,XRD)、硬度测试、剪切试验测试等试验方法,对是否加铜中间层的镁铝异种金属接头的组织及性能进行试验分析。试验结果表明:在接头焊核区,铜中间层的加入与镁铝共同形成镁铝铜三元扩散体系,抑制焊核区镁铝之间的互扩散行为,焊核区扩散层厚度由150 μm降至50 μm,同时,含铜接头的钩状缺陷两侧形成新扩散层,有效阻止镁铝金属间化合物(intermetallic compounds,IMCs)相形成,并分别生成新的铜镁、铜铝IMCs相;此外,金属铜中间层的加入使接头界面处钩状缺陷面积显著减小,有效缓解界面应力集中;与常规接头相比,含铜接头的断裂路径从IMCs层迁移至焊核区,接头平均剪切力由3 407 N提高至4 615 N,剪切性能提升35.4%。研究结果可为通过FSW提高镁铝异种金属的力学性能提供技术参考,有效提升了镁铝异种金属接头性能,为其他异种材料的焊接提供参考。

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  • 收稿日期:2025-08-20
  • 最后修改日期:2025-11-20
  • 录用日期:2025-11-24
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