2219T87鋁合金及其焊接材料常溫蠕變行為.pdf

1、隨著2219鋁合金在航空航天、載運工具等領域的廣泛應用，其室溫蠕變現象受到人們的重視。為了探究2219T87鋁合金室溫蠕變機理、長時蠕變特性、蠕變后性能變化，本文主要研究了以下四方面內容:
　　(1)2219T87鋁合金及其焊接接頭300h蠕變;
　　(2)擬合實驗數據預測材料105h變形特征;
　　(3)焊接接頭及蠕變后微觀組織;
　　(4)材料室溫蠕變前后的力學性能。
　　研究結果表明:2219T87鋁

2、合金及其焊接接頭在低于屈服強度的300h恒載荷室溫蠕變，具有典型的常溫蠕變特征，蠕變初期短時間內具有較大蠕變速率，而隨時間推移蠕變速率逐漸降低，在100h內蠕變曲線進入穩(wěn)態(tài)蠕變階段。載荷越大蠕變變形越大，相同載荷的拉伸蠕變速率和變形量均比壓縮蠕變大。攪拌摩擦焊接頭在200MPa載荷的蠕變變形大于母材，TIG焊接頭150MPa載荷的蠕變變形大于母材200MPa載荷時的蠕變，表明焊接接頭抗蠕變能力低子母材。200MPa載荷時攪拌摩擦焊焊核組

3、織與母材變形相當，抗蠕變能力相近。
　　利用Origin軟件對長時蠕變數據進行擬合。300h實驗數據擬合曲線與數據點有較高的吻合度，滿足對數變化規(guī)律，低應力時蠕變曲線較為平直、蠕變現象不明顯。利用擬合曲線外推方法、預測計算材料105h變形特征，計算結果顯示母材和焊接接頭在低于屈服強度恒載荷105h的變形量低于1％。材料300h蠕變變形量占105h總變形量的70％左右，說明材料室溫蠕變后期變形速率緩慢，但仍然存在隨時間推移持續(xù)變形的

4、現象，帶有焊接接頭的試樣隨恒載時間延長變形更加明顯。
　　運用掃面電鏡等分析鋁合金的微觀組織顯示，2219T87鋁合金基體為板條狀組織，晶粒細長(長約300μm寬約25μm)。鋁合金晶界處彌散分布著Al2Cu強化相，蠕變過程中由于位錯運動切割粒子，使析出相彌散細化，而材料塑性變形能為析出相回溶提供驅動力，使析出相含量減少。攪拌摩擦焊接頭由焊核和熱機影響區(qū)組成，焊核區(qū)晶粒細小約為10μm，熱機影響區(qū)無明顯缺陷。TIG焊接頭由焊縫、融

5、合區(qū)、熱影響區(qū)組成，焊縫中心區(qū)晶粒組織粗大約為100μm，熱影響區(qū)存在氣孔缺陷降低了接頭整體性能。
　　2219T87鋁合金母材的力學性能優(yōu)于焊接接頭，攪拌摩擦焊接頭強度高于TIG焊，蠕變后材料的強度略有增加、斷后伸長率明顯降低。攪拌摩擦焊接頭熱機影響區(qū)硬度最低，約為90HV，TIG焊接頭焊縫中心區(qū)硬度最低，約為75HV。鋁合金拉伸斷裂斷口呈現明顯的韌性斷裂特征，由韌窩撕裂棱組成;蠕變后試樣斷口的韌性斷裂特征有所減弱，攪拌摩擦焊和