焊后热处理对7055-0.1Sc铝合金搅拌摩擦焊接头的组织与力学性能的影响
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编辑：中冶有色网
来源：马俊雅,张振,李静静,王贝贝,王英君,薛鹏,刘峰超,倪丁瑞,肖伯律,马宗义
2024-04-19 14:00:05
Al-Zn-Mg-Cu(7000系)高强铝合金具有高比强度、比刚度和良好的耐腐蚀性能，在航空航天、船舶制造、轨道交通等领域得到了广泛的应用[1,2]
添加稀土元素Sc对铝合金有显著的改性作用，使其具有高强度、高耐热性和良好的抗蚀性[3,4]
在传统7055、7075等高强铝合金中加入微量Sc元素的Al-Zn-Mg-Cu-Sc铝合金可使其具有更加优异的综合力学性能[5,6]，但是用熔焊焊接高强7000系(包括含Sc)铝合金时产生的气孔和热裂纹等缺陷使接头的力学性能严重降低[7]
搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding，FSW)是一种固相连接技术，特别适于焊接Al-Zn-Mg-Cu-Sc铝合金 [8]
虽然FSW的热输入明显小于熔焊，但是其接头仍出现软化现象
先前的研究表明，提高时效强化铝合金接头力学性能的三种方式，分别是提高焊接速度[9,10]、采用冷却介质增加FSW过程的冷却速率[11]和焊后热处理[12~15]
焊后热处理是最有效的方式
对5.4 mm厚2219-T6铝合金FSW接头的研究表明[12]，焊后人工时效热处理能显著提高焊速接头的力学性能
对6 mm厚2014-T6铝合金FSW接头的研究表明[12]，焊后固溶＋人工时效(T6)热处理可将接头硬度恢复到母材的水平，但是接头焊核区(Nugget zone, NZ)的晶粒发生了异常长大[13]
Robert等[14]对2519-0.36Sc铝合金进行FSW，发现焊后T6热处理使接头的整体硬度明显提高，但是NZ区的晶粒异常长大，且在NZ与热机影响区(Thermal-mechanically affected zone, TMAZ)的界面出现了孔洞，使接头的疲劳性能大幅降低
以上研究表明，焊后热处理能提高时效强化铝合金FSW接头的硬度，但是T6热处理使某些合金接头NZ出现晶粒异常长大和孔洞
在焊后T6热处理过程中FSW接头的晶粒是否异常长大，与接头的原始晶粒尺寸有密切的关系[15]，而工艺参数是影响FSW接头晶粒尺寸的关键因素
Sc能抑制晶粒长大
基于此，本文对11 mm厚7055-0.1Sc-T4铝合金进行FSW，研究焊后人工时效和T6热处理对接头的组织和性能的影响
1 实验方法
实验用母材(Base material, BM)为11 mm厚的7055-0.1Sc-T4轧制板材，其化学成
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2025年05月08日 ~ 10日 
