超声冲击对A7N01P铝合金焊接接头超高周疲劳性能的影响

发布时间：2024-03-18 23:26

　　本文以高速列车用A7N01P高强铝合金对接板材为研究对象,利用超声疲劳试验机研究母材、原始焊接接头、无余高焊接接头与超声冲击焊接接头超高周疲劳性能,由疲劳试验结果拟合得出S-N曲线对比分析铝合金母材及焊接接头超高周疲劳寿命与超声冲击对铝合金焊接接头疲劳寿命的影响,并采用扫描电子显微镜镜分析疲劳失效断裂特征。通过金相试验、硬度试验、残余应力试验等分别研究不同冲击参数下超声冲击对焊接接头焊趾处表层组织的影响,借助透射电子显微镜研究铝合金焊接接头表面经超声冲击处理后晶粒细化机理,分析超声冲击提高铝合金焊接接头超高周疲劳寿命的原因,主要结果如下:(1)A7N01P铝合金焊接接头焊缝为典型的铸造组织,主要组成为熔合线附近的细晶区,焊缝边缘沿中心垂直生长的柱状晶和焊缝中间的等轴晶。热影响区分为固溶区和软化区,固溶区因靠近焊缝受热影响大,晶粒出现长大与重新结晶,软化区受热传导影响小,越靠近母材与母材的晶粒组织越接近。(2)焊接接头硬度试验可知:焊缝显微硬度远远低于热影响区和母材区,从焊缝到熔合区硬度发生突变,极速升高,热影响区固溶区硬度值较高,其次为母材及热影响区软化区。由焊接接头拉伸试验可知:铝合...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 铝合金焊接接头超高周疲劳研究进展
        1.2.1 超高周疲劳寿命曲线
        1.2.2 裂纹萌生与扩展
        1.2.3 影响超高周疲劳因素
        1.2.4 提高疲劳寿命的措施
    1.3 表面处理技术研究进展
    1.4 超声冲击技术研究进展
    1.5 本课题研究的主要内容和重点
第二章 超声疲劳试验原理及试样设计
    2.1 超声疲劳试验特点
    2.2 超声疲劳试样设计
        2.2.1 变截面圆柱试样的设计
        2.2.2 等截面圆柱试样的设计
        2.2.3 等截面板状试样的设计
    2.3 试验材料
        2.3.1 焊接试验
        2.3.2 焊接接头金相组织
        2.3.3 焊接接头显微硬度
        2.3.4 焊接接头拉伸试验
    2.4 相关试验所需设备
    2.5 本章小结
第三章 超声疲劳试验结果及分析
    3.1 超声疲劳试验
    3.2 超声疲劳试样制备
    3.3 疲劳试验结果及分析
        3.3.1 薄板状母材疲劳试验
        3.3.2 薄板状原始焊接接头疲劳试验
        3.3.3 薄板状超声冲击焊接接头疲劳试验
        3.3.4 薄板状无余高焊接接头疲劳试验
        3.3.5 圆柱母材超声疲劳试验
        3.3.6 圆柱无余高焊接接头疲劳试验
    3.4 S-N曲线分析
    3.5 本章小结
第四章 母材及焊接接头的疲劳断口分析
    4.1 A7N01P铝合金母材断口
        4.1.1 A7N01P铝合金圆柱母材断口
        4.1.2 A7N01P铝合金薄板状母材断口
    4.2 A7N01P铝合金焊接接头断口
        4.2.1 A7N01P铝合金板状焊接接头疲劳断口
        4.2.2 A7N01P铝合金冲击态接头疲劳断口
        4.2.3 A7N01P铝合金板状无余高焊接接头断口
        4.2.4 A7N01P铝合金圆柱无余高焊接接头断口
    4.3 本章小结
第五章 超声冲击改善焊接接头疲劳性能的机理分析
    5.1 超声冲击试验方法
    5.2 超声冲击对A7N01P铝合金焊接接头表层组织的影响
        5.2.1 塑变层显微组织
        5.2.2 塑变层显微硬度
    5.3 超声冲击引入有益的残余压缩应力
        5.3.1 残余应力测试方法
        5.3.2 测试方法及结果分析
    5.4 超声冲击对A7N01P铝合金焊缝表层晶粒细化探究
        5.4.1 超声冲击对A7N01P铝合金焊接接头晶粒细化电镜分析
        5.4.2 超声冲击对A7N01P铝合金焊接接头表面纳米化的机理研究
    5.5 本章小结
第六章 总结
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3931972