文档介绍：硕士学位论文
6N01 铝合金型材及其焊接接头
疲劳性能预测研究
FATIGUE PROPERTY PREDICTION FOR
6N01 EXTRUSION ALUMINUM ALLOY
PROFILE AND ITS WELD JOINT
李书齐
哈尔滨工业大学
2009 年 6 月
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图书分类号:TG404 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
工学硕士学位论文
6N01 铝合金型材及其焊接接头
疲劳性能预测研究
硕士研究生:李书齐
导师:刘雪松副教授
申请学位:工学硕士
学科:材料加工工程
所在单位:材料科学与工程学院
答辩日期:2009 年 6 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
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Classified Index: TG404
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Dissertation for the Master Degree in Engineering
FATIGUE PROPERTY PREDICTION FOR 6N01 EXTRUSION ALUMINUM
ALLOY PROFILE AND ITS WELD JOINT
Candidate: Li Shuqi
Supervisor: Asso. Prof. Liu Xuesong
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Materials Processing Engineering
Affiliation: School of Materials Science and
Engineering
Date of Defence: June, 2009
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
A6N01-T5大型挤压型材是日本为高速列车开发的用于车体侧墙等位置的
中强铝合金材料。它具有挤压性好,可焊性好等一系列优点。我国高速机车国
产化要求的日益紧迫,而国产的该种型材仍存在质量不稳定的问题,因此需要
在机车制造前后对原材料和最终焊接成品进行严格检验。不同于其他性能,疲
劳性能的检验所需时间远远超出实际生产的需要。因此,开发出一种对型材及
其焊接接头的疲劳性能进行快速判断的方法成为亟待解决的问题。
解决这个问题的关键是利用可快速获得实验结果的方法代替疲劳试验。所
采用的方案是利用断口分析了解疲劳性能存在差异的试件间在疲劳断裂过程中
各自的特点,指导寻找材料的疲劳性能与其他各种性能的对应关系,并利用这
些性能定性判断疲劳性能的优劣。最终获得了A6N01-T5铝合金型材及其焊接头
各方面的性能特点以及它们与疲劳性能的关系,为预测材料的疲劳性能提出了
一种新的思路。主要的研究工作及结论包括:
考察了A6N01-T5大型挤压型材疲劳性能与其他各种性能的关系。研究发
现,静载断口与疲劳断口对应关系明确,疲劳断口和静载断口的形貌特征随疲
劳性能的变化呈现出明显的演变规律;静载强度,硬度,夹杂相和沉淀相均与
疲劳性能有良好的对应;不同批次材料出现性能差异的主要原因是热处理状态
的微小差异。因此可以利用静拉伸试验,显微组织分析以及超声扫描对型材的
疲劳性能进行初步的定性判断。
考察了型材熔合口与正常部位性能的差异。研究发现,熔合口硬度稍低,
组织不均匀,夹杂相分布凌乱;含有熔合口试件静载断口出现大量二次裂纹;
较大的熔合口范围与较弱的疲劳性能相对应。因此可利用强度硬度测试,超声
扫描判断熔合口的质量,辅助判断材料的整体性能。
考察了影响型材焊接接头疲劳性能的各种因素。研究发现,母材热处理状
态的微小差异对焊缝的组织无影响;由于过时效热影响区出现软化,影响静载
断裂,对疲劳断裂无明显影响;疲劳断口特点与断裂位置有关;焊缝的几何形
状以及位于焊缝表面和焊趾处的焊接缺陷是影响焊件疲劳性能的主要原因。焊
后可通过焊接缺陷检验和焊缝几何形状测量初步判断焊接接头疲劳性能的优
劣。
关键词:A6N01-T5;疲劳性能预测;熔合口;断口分析
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
With advantages o