选取多种铝/镁/铜合金、铝基复合材料为研究对象,进行了广泛的搅拌摩擦焊接与加工(FSW/FSP)研究。采用OM、SEM、EBSD、TEM和HRTEM等方法对焊接接头/加工区的微观组织进行分析,并测试了接头/加工区的硬度、拉伸性能、疲劳性能、抗腐蚀性能。系统研究了转速、进行速度、冷却条件和工具尺寸等参数对接头/加工区组织与性能的影响规律,阐明了FSW/FSP过程中材料流变特性、动态再结晶、第二相破碎和溶解机制等共性问题,建立了集塑性加工、热处理、缺陷修补和局部强化于一体的FSP新工艺。主要研究结果如下(1)确定焊接速度为影响沉淀强化铝合金FSW接头力学性能的关键因素并进行了高精度数值模拟;(2)建立了软态焊接随后强化热处理的复合材料FSW工艺;(3)建立了适合异种金属连接的FSW工艺;(4)建立了低热输入条件下Cu、Mg合金的FSW工艺;(4)建立了改善Mg合金力学性能的"FSP+时效"新工艺;(6)实现了细晶结构的精确控制并在高应变速率/低温度下获得超塑性;(7)开发了铸件微观结构改性及局部缺陷修补的FSP新技术;(8)阐明了FSW/FSP过程中的材料流变特性及"洋葱环"结构的起源。
英文主题词Friction stir welding; friction stir processing; dynamic recrystal; grain refining; mechanical properties