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镁合金材料作为最轻的金属结构材料在航空航天应用优势

镁合金材料作为最轻的金属结构材料,具有比强度高,减震性、电磁屏蔽性强,易切削加工、易回收等优点,在汽车、电子、航空航天和国防军工领域具有较大的应用潜力。然而,镁合金材料的熔沸点、燃点都比较低,化学性质活泼,焊接过程中容易出现气孔、粗晶等问题,特别是焊接组织与母材组织之间的显著差异,导致镁合金材料焊接接头的力学性能普遍较差,与母材相差甚远,严重限制了镁合金材料的发展与应用。

电热合金

镁合金材料模拟结果显示,余高轧制过程中,焊接板材上的应变分布并不均匀,分为咬入区、稳定变形区和板材离辊区,应变分布与轧制压下量紧密相关。余高轧制不仅使焊缝区发生变形,还会使焊缝周边区域发生间接变形,对变形区实现形变强化,热变形时还会激发动态再结晶,细化组织。

电热合金

镁合金材料焊接接头的抗拉强度和延伸率,都随着余高轧制压下量的增加而显著升高。当压下量达到一定值时,拉伸断裂位置由焊缝转移至母材,此时焊接接头的拉伸性能几乎与母材相同。焊接区的局部形变强化是镁合金余高轧制过程中的最主要强化机制,室温轧制即可大幅提升镁合金材料焊接接头的力学性能,但是轧制压下量超过20%后焊缝区容易开裂。变形温度升高,可显著提升焊接接头的塑性,降低焊缝轧制开裂倾向,但同时会削弱形变强化效果,需要更大的变形量才能使焊缝区的强度高于母材,从而使断裂位置转移。

电热合金

镁合金材料分别以双面TIG焊的镁合金材料为研究对象,对镁合金材料进行焊后加工,主要包括余高轧制和热处理。通过实验结合模拟的方式,分析了镁合金材料焊缝余高轧制工艺的变形特点,研究了不可热处理强化的各种合金材料,在镁合金材料焊后处理过程中的显微组织、焊接气孔以力学性能演化特点,以及强化机理。


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