论文部分内容阅读
本课题以高速列车车体材料A6N01S-T5铝合金为研究对象,研究了固溶制度和时效制度对A6N01S-T5铝合金断裂行为和晶间腐蚀性能的影响机制,研究了A6N01S-T5铝合金激光-MIG复合焊接接头热影响区软化原因,并利用热处理制度解决了焊接接头软化问题,提升了焊接接头各区域的抗晶间腐蚀性能。固溶热处理制度研究表明:固溶温度从490°C升高至530°C,提升了合金的抗拉强度,但当温度超过550°C后,合金晶粒长大明显,使得合金抗拉强度下降,且屈服强度与抗拉强度呈现相似的规律。SEM、TEM、HRTEM和DSC数据研究表明:时效过程中,延长时效时间会使得GP区转变为β"相,使得铝合金硬度和强度提升,加速了铝合金第二相SSSS→GP区→β"的转变。时效过程GP区→β"相的转变会导致铝合金断裂形貌由穿晶断裂变为沿晶断裂,同时时效温度的增加会加速断裂形貌的转变。晶内和晶界分布的β"相和Al-Fe-Si相是造成铝合金沿晶断裂的主要原因。晶界上存在的Al-Fe-Si相和时效过程析出的Mg2Si相与铝基体电位的差异,使得铝合金时效过程晶间腐蚀深度持续加深。时效过程晶间腐蚀深度的降低与晶界上Mg2Si数量减少有关。总结试验数据提出了铝合金时效过程断裂机制和晶间腐蚀模型。热循环试验、TEM、HRTEM和电化学腐蚀研究表明:激光-MIG焊接接头由于焊接热能量的输入,β"相转化为Q相,β"数量的减少降低了接头热影响区强度,Q相的生成使得晶间腐蚀深度加深。同时焊缝条带状连续分布的共晶组织Al+Mg2Si相形成了连续的晶间腐蚀通道。经过530°C/75min+160°C/540min固溶时效热处理析出的GP区和较多的β"相,提升了接头热影响区的硬度和强度,断裂位置由热影响区转移到了焊缝和母材,解决了焊接接头软化问题。焊缝凝固组织由原来的条带状分布转变为断续球形均匀分布,阻碍了晶间腐蚀深度的加深,提高了焊缝抗晶间腐蚀能力。同时热影响区Q相在固溶阶段的溶解,并未在时效阶段析出,减小了试样表面阴极区域,提升了热影响区耐腐蚀性能。