鎂合金AZ91D鎢極惰性氣體保護(hù)焊力學(xué)性能和微觀組織的研究



摘要

本試驗是對從鑄造鎂合金錠中加工出的板厚為4mm 的AZ91D板材進(jìn)行鎢極惰性氣體保護(hù)焊工藝研究。通過光學(xué)顯微鏡和電子掃描顯微鏡。研究焊縫的微觀組織并分析它的缺陷。用小尺寸試樣的標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗檢測它的力學(xué)性能。結(jié)果表明：在熔合線附近產(chǎn)生了一條較寬的（大于3mm）熱影響區(qū) （HAZ），它由2個部分組成:(1)產(chǎn)生在熔合線的附近的部分熔化區(qū)(PMZ)；(2) 受到熱影響但沒有熔化的熱影響區(qū)。在重凝固的時候,沿著部分熔化區(qū)晶界發(fā)現(xiàn)有連續(xù)的Al12Mg17，這種相的析出明顯地降低接頭強(qiáng)度，使它低于完全退火的AZ91D鎂合金母材的性能。相比之下, 熔合區(qū)的重凝固過程中的快速冷卻導(dǎo)致了顯微組織的細(xì)化，從而提高了焊接試樣的強(qiáng)度和延展性。與電子束焊接一樣，在抑制了大的部分熔合區(qū)的形成后，接頭強(qiáng)度就與母材強(qiáng)度相當(dāng)了。



關(guān)鍵詞：力學(xué)性能，合金，鎢極





1．緒論

鎂和鎂合金的獨特性能使它們成為潛在的能代替鋼和鋁合金的材料。鎂合金密度低,比強(qiáng)度高,可鑄性好,而且防震能力高。例如，鎂合金的密度比鋁合金的密度低36%,比鋼合金的密度低78%。因為它們能節(jié)約能源和減少環(huán)境污染,所以它們被稱為先進(jìn)的材料。然而到現(xiàn)在為止,鎂合金的耐腐蝕性差和延展性差限制了它的廣泛使用。為了克服這些問題,新的鎂合金（如AZ91D鎂合金）已經(jīng)得到長足發(fā)展并且耐腐蝕性能已經(jīng)得到了提高。

盡管AZ91D鎂合金的可鑄性好, 但由于成本等問題，使其并不總是能用于生產(chǎn)復(fù)雜的鎂合金零件。雖然鎂合金的連接對某些應(yīng)用是極其重要的，但是實現(xiàn)有效的連接仍然是比較困難的。因此，發(fā)展焊接技術(shù)并且使它達(dá)到工業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)就是非常有必要的。通常, 鋁含量超過10wt.%就通過組織的細(xì)化來提高焊接性。鋅含量超過1% ，就增加熱量流失，可能會引起焊接破裂。在以前的工作中, 我們已經(jīng)描述了一個寬度大于3 mm 的部分熔化區(qū)會形成，沿著晶界可以觀察到連續(xù)的Al12Mg17。盡管知道這種情形能引起脆化,影響著焊接部分的強(qiáng)度。然而,關(guān)于這種連續(xù)相在力學(xué)性能上的影響和AZ91D鎂合金的焊縫處延展性減少的現(xiàn)象的相關(guān)研究仍然是匱乏的。