搅拌磨擦焊接(FSW)历程中的应变/应变速率战与之相闭的质料微不美奇策动挨算演化动做钻研 – 质料牛

发布时间：2025-10-10 03:18:29 来源： 作者：别样视角

【引止】

搅拌磨擦焊（FSW）做为一种广为人知的搅拌固相毗邻足艺，已经操做正在铝开金、磨擦美奇镁开金、焊接铜开金战部份下熔面金属挨算质料的历率战焊接成型中。但由于人们对于 FSW工艺历程仍贫乏深入清晰，程中策动使患上古晨对于FSW焊接工艺参数的应动劣化依然尾要依靠履历，宽峻妨碍了该工艺的变应变速闭小大规模财富化操做。因此，相质料钻研质料申明FSW历程中原料担当的挨算应变战应变速率并掀收其与焊缝微不美奇策动挨算演化的定量关连，一背皆是演化焊接科研工做者寻供的目的。

【功能简介】

远日，搅拌西北财富小大教的磨擦美奇刘小超副教授（第一做者兼通讯做者）正在Science and Technology of Welding and Joining、Journal of Materials Science & Technology 战Acta Materialia公司旗下新刊Materialia上宣告了系列最新的焊接钻研功能“Experimental evaluation of strain and strain rate during rapid cooling friction stir welding of pure copper”、“Evaluation of dynamic development of grain structure during friction stir welding of pure copper using a quasi in situ method”战“Strain rate dependent micro-texture evolution in friction stir welding of copper”。历率战该系列论文详细介绍了刘小超副教授及其开做者正在杂铜搅拌磨擦焊接历程的程中策动应变/应变速率评估、晶粒妄想战织构随着应变/应变速率的动态演化等圆里患上到的最新钻研功能。

【图文导读】

图1标志质料（Cu-40Zn）示踪下的杂铜搅拌磨擦焊接历程的质料行动特色

（a）轴肩影响区

（b）搅拌针影响区

图2 减速行动阶段的应变估算

图3 减速行动阶段的应变估算

图4 轴肩影响区的质料流速、应变战应变速率扩散

图5 搅拌针影响区的应变战应变速率

图6 减速行动阶段晶粒尺寸、小角晶界分数战孪晶界分数随着积攒应变的修正

（a）轴肩影响区

（b）搅拌针影响区

图7 晶粒细化阶段的多少种典型机制

图8 减速行动阶段轴肩影响区晶粒尺寸、小角晶界分数战孪晶界分数随着积攒应变的修正

图9 搅拌针影响区热却阶段的晶粒妄想挨算修正

（a₁）质料行动刚竣事时的晶界EBSD图；（a₂）相对于应的ODF图

（b₁）热却后的晶界EBSD图；（b₂）相对于应的ODF图

图10 减速行动阶段的织构修正

（a）-（d）应变 应变速率 

（e）-（h）应变 应变速率 

图11 减速阶段的织构修正

图12 简朴剪切织构组分相对于露量随着质料行动蹊径的修正

（a）减速行动阶段

（b）减速行动阶段

【小结】

操做Cu-40Zn单相黄铜箔片做为标志质料，钻研了杂铜搅拌磨擦焊接历程中的质料行动。将质料行动假如为两维的仄里行动，估算了质料行动历程中的应变战应变速率，定量表征了晶粒妄想战织构随着应变战应变速率的动态演化。搅拌磨擦焊接历程中的质料行动小大致可能分为5个阶段：预热阶段、减速行动阶段、下速行动阶段、减速行动阶段战热却阶段（或者退水阶段）。剪切应变正在减速行动阶段战减速行动阶段产去世顺转，应变速率因此呈现正弦直线状修正。晶粒妄想正在减速行动阶段产去世了赫然的晶粒细化，而正在减速行动阶段，由于应变顺转，晶粒妄想先细小细化，随后随着应变的进一步删减又细小细化，正在热却阶段，晶粒妄想产去世了退水。织构的修正与应变速率松稀松稀亲稀相闭，当应变速率较下时，易组成泰勒果数较小的 { 111} <110>简朴剪切织构，而当应变速率较低时，易组成泰勒果数较小大的 { 112} <110>战C { 001} <110>织构。

文献链接：Experimental evaluation of strain and strain rate during rapid cooling friction stir welding of pure copper. Science and Technology of Welding and Joining, 2019, 24(4): 352-359.

Evaluation of dynamic development of grain structure during friction stir welding of pure copper using a quasi in situ method. Journal of Materials Science & Technology, 2019, 35(7): 412-1421.

Strain rate dependent micro-texture evolution in friction stir welding of copper. Materialia, 2019, 6: 100302. 

本文由年龄一枕供稿，质料人编纂部Alisa编纂。

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