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      7A09 鋁合金電子束焊接接頭的顯微組織與力學(xué)性能

      2021-11-08 12:47:40張成聰王志國王少剛
      上海航天 2021年5期
      關(guān)鍵詞:電子束母材晶界

      張成聰,王志國,劉 嬌,汪 政,王少剛

      (1.上海航天設(shè)備制造總廠有限公司,上海 200245;2.上海船舶設(shè)備研究所,上海 200031;3.南京航空航天大學(xué) 材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇 南京 211106)

      0 引言

      7A09 鋁合金屬于Al-Zn-Mg-Cu 系合金,具有低密度、高強度、高韌性以及耐蝕性能好等特點,在航空航天等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。隨著7A09 鋁合金在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用不斷增多,有關(guān)該鋁合金的焊接工藝及焊接性能研究日益受到人們的廣泛關(guān)注。已有的研究表明,采用傳統(tǒng)的鎢極氬弧焊(Tungsten Inert Gas Welding,TIG)方法焊接7×××系鋁合金,由于焊接熱輸入相對較大,對焊接區(qū)的保護效果相對較差,導(dǎo)致獲得的接頭強度系數(shù)不夠高[1]。激光焊與激光填絲焊用于鋁合金的焊接具有一定適應(yīng)性[2-3],通常激光焊接頭焊縫的晶粒較細小,但焊縫中易出現(xiàn)氣孔,導(dǎo)致降低接頭的力學(xué)性能。雖然Al-Zn-Mg-Cu 合金攪拌摩擦焊(Friction Stir Welding,F(xiàn)SW)接頭[4-5]具有相對較高的強度,但FSW 工藝過程對接頭的裝配要求較高,難以焊接形狀復(fù)雜的構(gòu)件。相比較而言,電子束焊(Electron Beam Welding,EBW)具有能量密度高、焊接熱輸入小和真空環(huán)境保護等特點,易于獲得高質(zhì)量的接頭。EBW 的工藝參數(shù)易于調(diào)節(jié),可重復(fù)性好,用于鋁合金的焊接具有較大優(yōu)勢。

      實踐表明,在電子束焊接過程中,添加不同波形的電子束掃描,可增強對熔池金屬的攪拌作用,改善熔池金屬的流動性,減輕對焊縫氣孔的敏感性,提高接頭的力學(xué)性能。DINDA 等[6]研究發(fā)現(xiàn),焊接時添加直徑為1 mm 的圓形電子束掃描,接頭焊縫中的氣孔平均尺寸和數(shù)量都有所減小。CHEN等[7]對厚板2A12 鋁合金的研究顯示,焊接時添加圓形電子束掃描,可有效改善焊縫成形,并使焊縫組織細化,接頭強度提高31.2%。

      對Al-Zn-Mg-Cu 系時效強化型鋁合金進行熔化焊,焊態(tài)下接頭區(qū)域會發(fā)生軟化現(xiàn)象,導(dǎo)致接頭的強度系數(shù)不夠高,這是因為焊縫金屬區(qū)處于欠時效,而熱影響區(qū)(Heat-Affected Zone,HAZ)處于過時效。因此,有必要對接頭進行焊后熱處理,以改善接頭區(qū)域的顯微組織,促進強化相的析出,使接頭的強度提高。TEMMAR 等[8]對7075 鋁合金TIG焊接頭進行140 ℃/10 h 時效處理,結(jié)果顯示,與焊態(tài)下的接頭相比,接頭熔合區(qū)與熱影響區(qū)中的顆粒狀析出物增多,使接頭的硬度與拉伸強度都有所提高。?PEKO?LU 等[9]研究表明,對AA7075 鋁合金FSW 接頭進行固溶+時效處理,可使接頭的強度與韌性都有所提高,硬度甚至恢復(fù)到母材水平。BAYAZID 等[10]對7075 攪拌摩 擦焊接 頭進行循環(huán)固溶處理,即在400~480 ℃之間重復(fù)加熱,進行130 ℃/36 h 時效處理,焊縫晶粒未出現(xiàn)異常長大,熱處理后接頭的力學(xué)性能明顯提高。

      7A09 鋁合金作為一種典型的高強度7×××系鋁合金,目前國內(nèi)外有關(guān)其電子束焊接及焊后熱處理研究的報道還比較少見。基于此,本文分析研究不同電子束焊工藝及其焊后熱處理對7A09鋁合金電子束焊接頭顯微組織與力學(xué)性能的影響,可為焊接構(gòu)件在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)與技術(shù)支持。

      1 試驗材料及方法

      試驗?zāi)覆臑?A09 鋁合金,熱處理狀態(tài)為T6,其化學(xué)成分為:Al-5.71Zn-2.3Mg-1.52Cu-0.13Mn-0.21Fe-0.18Si-0.2Cr-0.04Ti。將母材加工成尺寸為100 mm×50 mm×4 mm 的焊接試樣。焊前對試樣表面進行嚴格清理,以避免試樣表面存在氧化膜和油污等污染物,導(dǎo)致焊接時出現(xiàn)焊縫氣孔等缺陷。采用對接接頭型式,在TETA-6E800M2 型真空電子束焊機上沿試樣長度方向進行對接焊。電子束焊接時,真空室的壓力為5×10-3Pa,加速電壓60 kV,工作距離300 mm。為了增強對熔池的攪拌作用,改善熔池金屬的流動性,作為對比,部分試樣在焊接過程中添加圓形電子束掃描。具體的電子束焊接工藝參數(shù)見表1。焊接完成后,對焊縫表面成形良好、焊態(tài)下拉伸強度較高的接頭進行焊后熱處理。接頭的焊后熱處理工藝為:450 ℃/1 h+480 ℃/1 h 雙級固溶處理,水淬,然后進行140 ℃/20 h 時效處理。

      表1 7A09 鋁合金電子束焊接工藝參數(shù)Tab.1 Electron beam welding parameters of 7A09 aluminum alloy

      分別對焊態(tài)下和熱處理后的接頭,進行顯微組織分析和力學(xué)性能測試。接頭金相觀察試樣經(jīng)研磨和拋光后,用 Keller 試 劑(2.5%HNO3+1.5%HCl+1%HF+95%H2O)進行腐蝕,采用MM6 型金相顯微鏡和Quanta 200 型掃描電鏡(Scanning Electronic Microscopy,SEM)觀察接頭不同區(qū)域的顯微組織。采用D8 Advance 型X 射線衍射儀(X-ray Diffraction,XRD)對接頭焊縫區(qū)的相結(jié)構(gòu)組成進行測試分析。利用掃描電鏡附帶的能譜儀(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)對焊縫微區(qū)的化學(xué)成分進行分析。采用JEM-2100F 型透射電 鏡(Transmission Electron Microscope,TEM)對接頭焊縫區(qū)的微觀亞結(jié)構(gòu)進行觀察與分析。按照國家標準GB/T 2651—2008《焊接接頭拉伸試驗方法》,采用CMT-5105 型電子萬能材料試驗機進行接頭的室溫拉伸試驗,拉伸時的加載速度為1 mm/min。采用HXS-1000A 型顯微硬度計對接頭區(qū)域的顯微硬度進行測量,測試條件為:加載載荷200 g,持續(xù)時間15 s。

      2 試驗結(jié)果及分析

      2.1 接頭宏觀形貌

      未添加電子束掃描獲得的3#接頭和添加圓形電子束掃描獲得的4#接頭焊縫宏觀形貌照片如圖1所示。2 種接頭焊縫表面均成形良好,未發(fā)現(xiàn)有氣孔和微裂紋等缺陷,說明采用的電子束工藝參數(shù)較為合適。3#接頭的焊縫表面有輕微凹陷,如圖1(a)所示;4#接頭的焊縫表面成形更好,焊縫魚鱗紋清晰、分布均勻,焊縫表面無凹陷,如圖1(b)所示,表明焊接時添加圓形電子束掃描可進一步改善焊縫成形。由于焊接接頭的力學(xué)性能與焊縫形貌及其顯微組織等密切相關(guān),本文主要對4#接頭的顯微組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能進行分析研究,并與3#接頭的進行對比,分析焊后熱處理對4#接頭顯微組織與力學(xué)性能的影響。

      圖1 電子束焊接頭焊縫宏觀形貌Fig.1 Macrograph of electron beam welded joints

      2.2 接頭微觀組織結(jié)構(gòu)

      2.2.1 熱處理前后接頭區(qū)域的顯微組織及EDS分析

      對焊態(tài)接頭區(qū)域的顯微組織進行觀察,接頭焊縫區(qū)及過渡區(qū)的顯微組織如圖2 所示。圖2(a)和圖2(b)分別為未添加電子束掃描的3#接頭和添加電子束掃描的4#接頭過渡區(qū)顯微組織。圖中可見,接頭HAZ 與熔合區(qū)(Fusion Zone,F(xiàn)Z)組織差異較為明顯。熱影響區(qū)保留原始母材的纖維狀組織結(jié)構(gòu),熔合線處的晶粒沿垂直于熔合線的方向生長,形成典型的柱狀晶組織。焊接時添加電子束掃描使4#接頭焊縫組織中柱狀晶的尺寸和數(shù)量都有所減?。?1]。隨著柱狀晶的生長,在接頭焊縫中心,液態(tài)金屬達到結(jié)晶溫度,形成許多晶核,同時沿各個方向生長,在熔合區(qū)形成典型的等軸狀枝晶組織。在電子束焊接過程中,添加電子束掃描,可改善焊縫的結(jié)晶形態(tài),使液態(tài)金屬中形成的晶核數(shù)目增加。因此,添加電子束掃描的4#接頭熔合區(qū)晶粒尺寸較細小,如圖2(d)所示。

      為了研究接頭熔合區(qū)中的析出相成分及其分布,對焊態(tài)下的接頭進行SEM 觀察和EDS 分析。拍攝接頭區(qū)域的SEM 照片如圖3 所示,在柱狀晶和等軸晶的晶界處存在一些析出相的聚集,形成共晶組織。對圖3(a)中的熔合區(qū)(FZ)局部進行放大,發(fā)現(xiàn)熔合區(qū)內(nèi)的析出相在晶界處呈連續(xù)分布,在晶粒內(nèi)呈點狀分布,如圖3(b)所示。對圖3(b)中的不同區(qū)域進行EDS 分析,A 點晶界相的EDS分析結(jié)果如圖3(c)所示,B 點基體的EDS 分析結(jié)果如圖3(d)所示。圖中可見,晶界相內(nèi)含有較多的Cu、Zn、Mg 元素,Al 基體中除了含有Zn、Mg 元素外,未檢測到其他合金元素。較多的合金元素在晶界處聚集,可能形成多種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的析出相,這些析出相的尺寸較大,將減弱彌散強化效果,導(dǎo)致晶界的塑性降低,對接頭的力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響。

      圖3 焊態(tài)接頭焊縫SEM 圖片及EDS 分析Fig.3 SEM images and EDS analyses of welded joint in AW condition

      為了改善接頭區(qū)域的顯微組織,促進接頭焊縫區(qū)中強化相的析出,以提高焊接接頭的強度系數(shù),對焊縫成形較好的4#接頭進行焊后熱處理。熱處理后接頭區(qū)域的顯微組織如圖4 所示。熱處理后接頭焊縫區(qū)及熱影響區(qū)的晶粒內(nèi)形成了大量細小的黑色顆粒相,如圖4(a)所示,在接頭過渡區(qū),柱狀晶逐漸向等軸晶轉(zhuǎn)變。同時,接頭熔合區(qū)內(nèi)大量的初生相發(fā)生溶解,晶粒變細小,如圖4(b)所示,有利于提高接頭的力學(xué)性能。

      圖4 熱處理后接頭區(qū)域的顯微組織Fig.4 Microstructure of welded joint after post-weld heat treatment(PWHT)

      對熱處理后的接頭焊縫區(qū)進行SEM 觀察與EDS 分析,結(jié)果如圖5 所示。與焊態(tài)下的接頭SEM分析結(jié)果相比(如圖3(a)所示),熱處理后晶界處呈連續(xù)分布的析出相消失。如圖5(b)所示,晶界處的析出物呈彌散分布,有利于提高接頭的抗拉強度。在受到拉伸應(yīng)力作用時,微孔首先在彌散析出物處形核,在外力的持續(xù)作用下,基體內(nèi)微孔發(fā)生聚集,微孔連接在一起導(dǎo)致發(fā)生斷裂。分別對熱處理后接頭焊縫區(qū)的彌散析出物和基體進行EDS 分析,A點處晶界析出物的EDS 分析結(jié)果如圖5(c)所示,B點處基體的EDS 分析結(jié)果如圖5(d)所示。與焊態(tài)下的接頭相比(如圖3(c)所示),晶界析出物中的Zn、Mg、Cu 元素含量有所減少,F(xiàn)e 元素的含量增多,出現(xiàn)了少量的Mn 元素;基體中的Zn、Mg 元素的含量有所增加。這是因為在接頭焊后熱處理的固溶過程中,Zn、Mg、Cu 等元素充分溶入基體,并在隨后時效過程中原子擴散,均勻分布在基體中,合金元素偏析降低。由于Fe 元素在鋁中的固溶度很小,在熱處理過程中難以溶入基體,會吸收周圍的溶質(zhì)原子,在冷卻后形成顆粒相。

      圖5 熱處理后接頭SEM 觀察與EDS 分析Fig.5 SEM images and EDS analyses of welded joint after PWHT

      2.2.2 熱處理前后接頭焊縫區(qū)XRD 分析及TEM觀察

      對熱處理前后的7A09 鋁合金電子束焊接頭焊縫金屬區(qū)進行XRD 分析,結(jié)果如圖6 所示。從圖6(a)中可以看出,焊態(tài)下接頭焊縫區(qū)主要為α-Al基體相,還存在Mg32(Al,Zn)49、Al7Cu2Fe 和Al2CuMg 相,原始母材中的主要強化相MgZn2的數(shù)量較少。分析可知,在電子束焊接過程中,熔池金屬凝固時先結(jié)晶形成α-Al 固溶體,由于冷卻速度較快,焊態(tài)下焊縫金屬處于欠時效,使得析出MgZn2相的數(shù)量較少,部分合金元素在晶界處和晶內(nèi)發(fā)生聚集,導(dǎo)致形 成Mg32(Al,Zn)49、Al7Cu2Fe 和Al2CuMg 相。從圖6(b)中可以看出,經(jīng)過焊后熱處理(PWHT),接頭焊縫區(qū)中強化相MgZn2的數(shù)量增多,Mg32(Al,Zn)49、Al2CuMg 和Al7Cu2Fe 相的數(shù)量有所減少。這是由于在焊后固溶處理過程中,大量的初生相溶入鋁基體,形成過飽和固溶體,在隨后的時效過程中,并未形成尺寸較大的顆粒相,而是形成了細小彌散的MgZn2強化相。同時,焊縫區(qū)中還形成了少量的Al6Mn 相,晶界處的Al6Mn 相可以對晶界起到釘扎作用,有效阻礙位錯運動和晶界遷移,阻礙晶粒長大,細化晶粒。

      圖6 熱處理前后接頭焊縫區(qū)XRD 分析Fig.6 XRD analyses of weld metal before and after PWHT

      對焊態(tài)接頭焊縫區(qū)進行TEM 觀察與分析,拍攝的接頭焊縫區(qū)TEM 圖像如圖7 所示。從圖7(a)中可以看出,晶界處存在共晶組織,對該區(qū)域進行放大觀察,發(fā)現(xiàn)共晶組織內(nèi)含有大量的初生相,如圖7(b)所示。在鋁基體晶粒內(nèi)強化相的數(shù)量較少,只存在少量尺寸較大的球狀初生相,如圖7(c)所示。在受到外力作用時,位錯將以切割方式通過這些初生相,析出強化效果較弱,使得焊態(tài)下接頭的強度和硬度有所降低。

      圖7 焊態(tài)接頭焊縫區(qū)TEM 圖像Fig.7 TEM images of weldment in AW condition

      對熱處理后接頭焊縫區(qū)進行TEM 觀察與分析,拍攝接頭焊縫區(qū)的TEM 圖像如圖8 所示。Al-Zn-Mg-Cu 合金中第二相的析出順序如下[12]:過飽和固溶體(SSSα)→GP 區(qū)→亞穩(wěn)η(′MgZn2)相→穩(wěn)定η(MgZn2)相。從圖8(a)中可以看出,熱處理后晶界處的初生相溶解,可避免產(chǎn)生應(yīng)力集中,減少裂紋萌生。從圖8(b)中可以看出,熱處理后晶內(nèi)生成了較多的強化相顆粒,主要為尺寸6~10 nm 的橢球狀η′相[13]。接頭焊縫區(qū)析出的細小η′強化相,根據(jù)Orowan 機制,當運動位錯與其相遇時,將會受到阻礙作用,位錯只能繞過強化相顆粒,其強化效果表示如下[14]:

      圖8 熱處理后接頭焊縫區(qū)TEM 圖像Fig.8 TEM images of weldment after PWHT

      式中:Δσ為強度增量;c為常數(shù);f為強化相的體積分數(shù);r為強化相的半徑。

      位錯線繞過強化相發(fā)生彎曲形成位錯環(huán),留下的位錯環(huán)將對位錯源作用,產(chǎn)生一個相反方向的應(yīng)力,材料受到外力作用發(fā)生變形時,必須增大外加應(yīng)力以克服此應(yīng)力作用,表現(xiàn)為接頭的力學(xué)性能進一步提高。

      2.3 接頭的力學(xué)性能及拉伸斷口分析

      2.3.1 熱處理前后接頭區(qū)域的顯微硬度

      對焊態(tài)下的3#接頭與4#接頭區(qū)域的顯微硬度進行測量,相鄰測量點之間的距離為0.2 mm,測試結(jié)果如圖9所示。接頭區(qū)域的硬度分布沿焊縫中心對稱,其中熔合區(qū)(FZ)的硬度最低,平均硬度為115 HV,與母材區(qū)(Base Metal,BM)的硬度(154 HV)相比有所降低。接頭熱影響區(qū)(HAZ)的硬度分布為:隨著與焊縫中心之間的距離增大,硬度呈先升高后降低的變化趨勢,最低硬度值約為130 HV。從圖中還可以看出,與未添加電子束掃描的3#接頭相比,添加圓形電子束掃描的4#接頭熔合區(qū)由于晶粒相對較細?。ㄈ鐖D2(d)所示),產(chǎn)生細晶強化作用,使其硬度值略高于3#接頭熔合區(qū)。

      圖9 熱處理前后接頭區(qū)域的顯微硬度分布Fig.9 Microhardness distribution of weld zone before and after PWHT

      7A09 鋁合金母材具有較高的強度和硬度,主要是由于第二相析出強化所致。由前述的接頭顯微組織結(jié)構(gòu)分析可知,電子束焊接時的快速加熱及冷卻過程,使得焊態(tài)下焊縫金屬處于欠時效狀態(tài),焊縫區(qū)只存在少量尺寸較大的沉淀相,原始母材中的主要強化相如MgZn2等的數(shù)量較少,因此接頭熔合區(qū)的硬度最低。受到焊接時的熱循環(huán)作用,接頭熱影響區(qū)出現(xiàn)軟化現(xiàn)象,處于過時效狀態(tài),該區(qū)域中MgZn2相的尺寸和間距增大,導(dǎo)致第二相的強化效果減弱[15]。因此,HAZ 的硬度有所降低。

      對4#接頭熱處理后(PWHT)接頭區(qū)域的顯微硬度進行測試,并與焊態(tài)下(AW)的接頭進行對比。經(jīng)過熱處理后接頭熔合區(qū)的硬度明顯提高,在焊后熱處理過程中,熔合區(qū)中的晶界初生相熔入Al 基體,隨后形成強化相,使焊縫區(qū)硬度提高至150 HV。熱影響區(qū)的軟化現(xiàn)象消除,基本恢復(fù)到接近母材的硬度水平。熱處理后熔合區(qū)仍然是整個接頭區(qū)域硬度最低的部位,主要原因是電子束焊接時熔池的溫度超過Zn、Mg 等元素的沸點,可能導(dǎo)致部分合金元素發(fā)生蒸發(fā)燒損,與原始母材相比,焊縫區(qū)析出強化相的數(shù)量有所減少。

      2.3.2 熱處理前后接頭的拉伸性能及斷口分析

      對母材及不同焊接工藝條件下獲得的接頭進行拉伸試驗,測試結(jié)果見表2。原始母材的抗拉強度為495.8 MPa,斷后伸長率為8.7%。與母材本身的強度相比,在不同焊接工藝條件下獲得接頭的抗拉強度均有所降低,接頭拉伸斷裂均發(fā)生在熔合區(qū)。從表2 中可以看出,在未添加電子束掃描的接頭中,在保證焊透的情況下,采用電子束流16.5 mA,焊接速度12 mm/s 獲得的3#接頭強度最高,為302.4 MPa。焊接時添加電子束掃描可以改善接頭焊縫區(qū)的顯微組織,提高接頭的力學(xué)性能。焊態(tài)下添加電子束掃描獲得的4#接頭具有最高的抗拉強度,為327.7 MPa,這與前述的接頭區(qū)域微觀組織分析(如圖2 所示)相吻合。

      表2 母材及不同焊接工藝下獲得接頭的拉伸試驗結(jié)果Tab.2Results of tensile tests for base metal and joints under different welding processes

      由于7A09 鋁合金屬于典型的時效強化型合金,在焊態(tài)下電子束焊接頭焊縫金屬處于欠時效、熱影響區(qū)處于過時效狀態(tài),對接頭進行焊后熱處理(PWHT),可促進接頭區(qū)域的強化相析出,提高接頭的力學(xué)性能。對熱處理后的4#接頭進行拉伸性能測試,并與焊態(tài)接頭(AW)和母材(BM)進行比較,經(jīng)過焊后熱處理,接頭的抗拉強度達到400.6 MPa,斷后伸長率達到3.8%,分別為母材的80.8%和43.7%。與焊態(tài)下的接頭相比,熱處理后接頭的抗拉強度提高,與原始母材相比,焊縫金屬區(qū)仍是接頭區(qū)域的薄弱環(huán)節(jié),接頭拉伸斷裂發(fā)生在焊縫處。

      為了探討接頭的拉伸斷裂機制,對焊態(tài)下的3#接頭與4#接頭斷口進行掃描觀察與分析,拍攝接頭的拉伸斷口SEM 照片如圖10 所示。

      圖10 焊態(tài)下接頭的拉伸斷口掃描照片F(xiàn)ig.10 SEM images of tensile fracture for joints in AW condition

      從圖10(a)中可以看出,未添加電子束掃描的3#接頭斷口表面分布有較多韌窩,但部分區(qū)域同時存在少量光滑平面,接頭斷口整體呈韌-脆混合斷裂模式;從圖10(b)中可以看出,添加電子束掃描的4#接頭斷口表面分布有許多大小不一的韌窩,接頭斷口呈明顯的韌性斷裂特征。

      對熱處理后的4#接頭拉伸斷口進行掃描觀察與分析,拍攝接頭斷口的SEM 圖片如圖11 所示。從圖11(a)中可以看出,接頭斷口表面分布較多大且深的韌窩,放大觀察,可以發(fā)現(xiàn)在韌窩底部分布有細小的顆粒相,如圖11(b)所示。斷口表面韌窩的數(shù)量越多,深度越深,接頭的塑性和韌性越高。接頭焊縫區(qū)彌散分布的第二相顆粒能有效阻礙位錯運動,這是熱處理后接頭強度和塑性提高的主要原因。

      圖11 熱處理后接頭拉伸斷口掃描照片F(xiàn)ig.11 SEM images of joint tensile fracture after PWHT

      3 結(jié)束語

      對7A09 鋁合金進行電子束焊,并對獲得的接頭進行焊后熱處理。通過對熱處理前后接頭的顯微組織與力學(xué)性能進行對比分析,可得到以下結(jié)論:

      1)與未添加電子束掃描的接頭相比,焊接時添加電子束掃描可改善接頭焊縫成形。在電子束流16.5 mA,焊接速度12 mm/s,聚焦電流580 mA,并添加掃描頻率500 Hz、掃描幅值2%的圓形電子束掃描獲得的接頭強度最高,焊態(tài)下接頭的抗拉強度為327.7 MPa。

      2)焊態(tài)下接頭熔合區(qū)由柱狀晶和等軸狀枝晶組成,初生相在晶界處聚集,形成共晶組織,焊縫區(qū)主要為α-Al 相,還存在Mg3(2Al,Zn)49、Al7Cu2Fe 和Al2CuMg 相,原始母材中的主要強化相MgZn2的數(shù)量較少。經(jīng)過焊后熱處理,接頭焊縫區(qū)中強化相MgZn2的數(shù)量增多,Mg3(2Al,Zn)49和Al7Cu2Fe 相的數(shù)量減少,在焊縫區(qū)形成了少量的Al6Mn 相。

      3)對電子束焊接頭進行雙級固溶+人工時效處理,接頭熔合區(qū)晶界處的初生相消失,在晶粒內(nèi)有大量的MgZn2相生成,接頭的抗拉強度提高至400.6 MPa,達到母材強度的80.8%。與焊態(tài)下相比,熱處理后接頭熔合區(qū)的硬度明顯提高,熱影響區(qū)軟化現(xiàn)象得到消除。熱處理后接頭的拉伸斷口表面分布有許多大且深的韌窩,呈明顯的韌性斷裂特征。

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