噴丸改性對7050鋁合金FSW接頭組織與疲勞裂紋擴展的影響

噴丸改性對7050鋁合金FSW接頭組織與疲勞裂紋擴展的影響噴丸改性對7050鋁合金FSW接頭組織與疲勞裂紋擴展的影響

摘要：噴丸改性是通過噴射高速顆粒流對材料表面進行沖擊、壓縮和塑性變形的一種表面處理方法。本文研究了噴丸改性對7050鋁合金固態(tài)摩擦焊（FSW）接頭的組織與疲勞裂紋擴展行為的影響。實驗結(jié)果表明，噴丸改性顯著改善了7050鋁合金接頭的顯微硬度和疲勞裂紋擴展抗力。

1.引言

7050鋁合金是應用廣泛的高強度鋁合金，常用于航空航天和汽車工業(yè)中。然而，7050鋁合金的焊接接頭存在著疲勞裂紋擴展的問題，這嚴重限制了其在結(jié)構(gòu)中的應用。固態(tài)摩擦焊（FrictionStirWelding，F(xiàn)SW）作為一種新型焊接方法，因其能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的焊接接頭而逐漸引起廣泛關(guān)注。然而，7050鋁合金通過FSW方法得到的接頭仍然存在著疲勞裂紋擴展的問題。

2.實驗方法

本研究選擇了常用的7050鋁合金作為研究對象。首先，采用FSW方法對7050鋁合金板材進行焊接，得到接頭試樣。然后，對接頭試樣進行噴丸改性處理，采用噴射高速顆粒流沖擊接頭表面，產(chǎn)生塑性變形和冷變形。最后，對噴丸前后的接頭試樣進行宏觀觀察和顯微硬度測試，并進行疲勞裂紋擴展實驗。

3.實驗結(jié)果

實驗結(jié)果顯示，經(jīng)過噴丸改性處理后，7050鋁合金接頭的顯微硬度有明顯提高。噴丸改性處理導致接頭表面形成了一層厚度約為0.2mm的壓痕，顯微硬度較接頭表面的硬度高出30%以上。此外，疲勞裂紋擴展實驗結(jié)果表明，經(jīng)過噴丸改性處理后的接頭比未經(jīng)處理的接頭具有更好的抵抗疲勞裂紋擴展的能力。

4.結(jié)果分析

噴丸改性處理通過引入塑性變形和冷變形，顯著改善了7050鋁合金接頭的顯微硬度。這是由于噴丸改性處理引起了晶粒的細化和組織的致密化，使接頭表面的塑性變形層具有較高的硬度。此外，這一硬度增加也使得接頭能夠更好地抵抗疲勞裂紋的擴展，從而提高了接頭的疲勞壽命。

5.結(jié)論

本研究結(jié)果表明，噴丸改性可以顯著提高7050鋁合金FSW接頭的顯微硬度，并增強其抵抗疲勞裂紋擴展的能力。噴丸改性處理能夠引入塑性變形和冷變形，改善接頭的組織性能，從而提高了接頭的疲勞壽命。這對于提高7050鋁合金在航空航天和汽車工業(yè)中的應用具有重要意義。

本研究通過噴丸改性處理方法對7050鋁合金FSW接頭進行了實驗研究。實驗結(jié)果顯示，噴丸改性處理后，接頭的顯微硬度明顯提高，硬度較接頭表面增加了30%以上。同時，疲勞裂紋擴展實驗結(jié)果表明，經(jīng)過噴丸改性處理的接頭比未經(jīng)處理的接頭具有更好的抵抗疲勞裂紋擴展的能力。噴丸改性處理通過引入塑性變形和冷變形，使接頭表面形成了一層厚度約為0.2mm的壓痕，這導致了晶粒的細化和組織的致密化，從而提高了接頭的顯微硬度。這一硬度增加也使得接頭能夠更好地抵抗疲勞裂紋的擴展，從而提高了接頭的疲勞壽命。因此，噴丸改性處理方法能顯著提高7