7075铝合金搅拌摩擦加工改性区硬度性能分析.docx

7075铝合金搅拌摩擦加工改性区硬度性能分析
引言
7075铝合金作为一种高强度材料，在航空航天、汽车、兵器等领域被广泛应用。然而，其普遍存在的问题是易发生压缩变形和疲劳断裂。为了改善7075铝合金的力学性能，目前采用的主要方法是利用搅拌摩擦加工（FrictionStirProcessing，FSP）技术来进行原位改性。本文将对7075铝合金搅拌摩擦加工改性区的硬度性能进行分析。
实验方法
1.材料选择
本实验采用7075铝合金作为研究对象，并分别制备出普通铝合金和改性铝合金样品。
2.FSP工艺
在FSP工艺的实施中，采用圆形工具头，转速为800rpm，行进速度每分钟15毫米。处理区域包括P1、P2和P3三个位置。
3.X射线衍射仪（XRD）
利用XRD对原始材料和改性铝合金进行相分析，以确定改性所形成的晶相。
4.显微硬度计测试
改性后的样品在显微硬度计测试中被用于测量三个不同位置的硬度，以确定改性处理的效果。利用5kg的规定力量和10s的停留时间来进行测试。
结果分析
1.XRD分析
分析结果显示，改性铝合金晶相发生了变化，产生了Al2Cu相，这表明FSP搅拌摩擦加工改性是起作用的。
2.显微硬度测试
根据测试结果，改性后的样品在三个位置的硬度比未改性前的硬度明显更高。特别是在P2位置，硬度的提高幅度最大。
3.硬度分析
在原始7075铝合金中，硬度的大小是0.9GPa左右。当进行改性处理时，硬度值得到显著提高，最大值为1.7GPa，提高了88.89%。
结论
本实验使用7075铝合金，通过FSP搅拌摩擦加工改性的方法，纳米晶化材料，增强材料硬度。通过XRD分析结果发现，改性后的样品中Al2Cu相增多，改变了晶相结构；显微硬度测试结果显示，改性后的硬度比原始7075铝合金显著提高；硬度数值分析结果表明，硬度在改性后提高了88.89%。因此，FSP改性处理的7075铝合金具有更好的机械性能，为航空航天、汽车、军工等领域的高性能材料提供了新的思路。
参考文献
[1]HuJY,GuoHR,LinDX.Evolutionofmicrostructureandtextureinfrictionnuggetzoneoffrictionstirwelded6061-T6aluminiumalloy[J].ScriptaMaterialia,2007,56(10):825-828.
[2]刘佩兰,张国领,赵明恒,等.7075铝合金搅拌摩擦加工技术的研究进展[J].材料导报,2015,29(3):221-226.
[3]LiuX,LiangH,LiY,etal.Variationinpittingcorrosionandmechanicalpropertiesoffriction-stir-processed7075aluminumalloy[J].JournalofMaterialsEngineeringandPerformance,2015,24(9):3426-3433.