LY12鋁板
一、LY12鋁板的介紹由無錫雅豪金屬提供： LY12鋁板國(guó)內(nèi)通常叫做2A12鋁板，相當(dāng)于LY12鋁板，通用的鋁板材標(biāo)準(zhǔn)為AMS-QQ-A-250/4（非包鋁）和AMS-QQ-A-250/5（包鋁），2024鋁板的合金元素為銅，被稱為硬鋁，具有很高的強(qiáng)度和良好的切削加工性能，但耐腐蝕性較差。
編輯本段二、LY12鋁板的應(yīng)用范圍：
LY12鋁板廣泛應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)（蒙皮、骨架、肋梁、隔框等）、鉚釘、導(dǎo)彈構(gòu)件、卡車輪轂、螺旋槳元件及其他各種結(jié)構(gòu)件。
編輯本段三、LY12鋁板的化學(xué)成分（%）：
硅 Si: 0.50 鐵 Fe:0.50 銅 Cu:3.8
～4.9 錳 Mn:0.3
～0.9 鎂 Mg:1.2
～1.8 鉻 Cr:0.10 鎳 Ni: -- 鋅 Zn:0.25 鈦 Ti :0.15 其它: 0.15 鋁 Al:余量
編輯本段四、LY12鋁板的力學(xué)性能:
抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)：205～420 伸長(zhǎng)率 δ10 (%)：12
～15 固溶處理溫度：529℃～541℃. 抗拉強(qiáng)度(≥Mpa)470 0.2%屈服強(qiáng)度(≥Mpa)325 伸長(zhǎng)率(θ5%)10 疲勞強(qiáng)度105 硬度HB120 電導(dǎo)率20°C,30 20°C電阻率n .m 48 彈性模量 68
目前國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者都在進(jìn)行攪拌摩擦焊焊接過程塑性金屬流動(dòng)的可視化工作，并且提出了大量的方法，如嵌入示蹤粒子法、鋼球示蹤法，異種鋁合金金相組織顯示法等等[1-7]。研究將兩種鋁合金通過攪拌摩擦焊連接，焊后制成金相試樣，通過兩種鋁合金顯微組織在同一腐蝕液下呈現(xiàn)的截然不同形貌的對(duì)比，觀察攪拌摩擦焊焊縫金屬的流動(dòng)特性。 1 試驗(yàn)材料及方法 試驗(yàn)選用的材料為L(zhǎng)Y12和LF2兩種鋁合金，其化學(xué)成分見表1。試驗(yàn)在自制的FSW焊機(jī)上進(jìn)行，選用的焊接參數(shù)見表2，焊接參數(shù)由焊機(jī)控制系統(tǒng)的MCGS組態(tài)軟件實(shí)時(shí)檢測(cè)記錄[8]。具體試驗(yàn)過程如下：采用3mmLF2和6mmLY12搭接以及6mmLF2和6mmLY12對(duì)接，分別進(jìn)行攪拌摩擦焊試驗(yàn)。焊后按照觀測(cè)要求，分別截取不同位置的橫、縱截面，用Keller's腐蝕劑腐蝕30秒后制成金相試樣，在XJP-200光學(xué)顯微鏡下觀察焊縫顯微組織。由于兩種材料不同的耐腐蝕性能，LY12耐腐蝕性較弱，顯微組織較暗，而LF2耐腐蝕性較強(qiáng)，顯微組織則較亮，因而試樣呈現(xiàn)明暗兩種顯微組織的分布，通過不同組織外觀顯示了鋁合金攪拌摩擦焊的流場(chǎng)分布。 表1 LY12與LF2鋁合金的化學(xué)成分對(duì)比 （wt%） 型號(hào) Mg Mn Fe Si Cu LF2 2.0-2.8 0.15-0.40 0.40 0.40 0.10 LY12 1.2-1.8 0.3-0.9 — — 3.8-4.9 表2 焊接參數(shù) 焊接參數(shù) 軸肩/攪拌針 直徑D/d（mm） 攪拌針長(zhǎng)度l（mm） 旋轉(zhuǎn)速度ω（r/min） 焊接速度v（mm/min） 焊接能量P（W） 搭接接頭 32 /10 8.5 1025 16 6435 對(duì)接接頭 24 /8 5.5 1250 42 5960 2 試驗(yàn)結(jié)果分析 2.1 3mmLF2和6mmLY12搭接結(jié)果分析 通過將3mmLF2和6mmLY12搭接觀測(cè)攪拌摩擦焊塑性金屬的豎直方向的流動(dòng)狀況， 接頭組織分布如圖1所示，接頭上層為3mmLF2，下層為6mm LY12。因耐腐蝕性不同，LF2呈現(xiàn)較亮的組織，而LY12則呈現(xiàn)較暗的組織。根據(jù)組織形態(tài)的不同，焊縫接頭可分為五個(gè)區(qū)：A區(qū)為黑白相間的薄層混合區(qū)，主要受攪拌針的旋轉(zhuǎn)擠壓作用剪切滑移過渡形成，局部放大如圖2-1所示；B區(qū)為下層金屬向前、向上流動(dòng)區(qū)，向上流動(dòng)高度高于被搭接板材的 厚度，主要受到摩擦頭軸肩后部對(duì)焊縫金屬的頂鍛摩擦作用所致；C區(qū)為洋蔥圓環(huán)區(qū)，縱截面放大圖2-3可以看到明顯的分層過渡跡象，這是由于攪拌摩擦頭旋轉(zhuǎn)前進(jìn)使前方的塑化金屬受到攪拌針的旋轉(zhuǎn)擠壓作用向后流動(dòng)，并呈周期性的向后轉(zhuǎn)移，并且在圖中的S處可以觀察到明顯的拐點(diǎn)區(qū)，說明該處流動(dòng)模式發(fā)生變化；D區(qū)為底部擠壓區(qū)，由于攪拌針的長(zhǎng)度略小于板材厚度以及摩擦頭的旋轉(zhuǎn)擠壓使塑性金屬在C區(qū)的流動(dòng)模式在該區(qū)發(fā)生斷裂，形成塑性金屬的無序混合，該區(qū)也是焊縫接頭的薄弱區(qū)；E區(qū)為旋轉(zhuǎn)流動(dòng)區(qū)，位于焊縫上層，主要受摩擦頭軸肩的旋轉(zhuǎn)摩擦作用，焊縫金屬由返回側(cè)向前進(jìn)側(cè)轉(zhuǎn)移。 圖1 3mmLF2和6mmLY12搭接焊縫組織宏觀圖 圖2 典型區(qū)域放大圖 2-1 A區(qū)放大圖； 2-2 D區(qū)放大； 2-3 C區(qū)放大 2.2 6mmLF2和6mmLY12對(duì)接結(jié)果分析 通過將6mmLF2和6mmLY12對(duì)接觀測(cè)攪拌摩擦焊塑性金屬的水平流動(dòng)狀況，接頭組織分布示意如圖3所示，接頭左側(cè)為L(zhǎng)F2，右側(cè)為L(zhǎng)Y12。因耐腐蝕性不同，接頭兩側(cè)呈現(xiàn)明暗不同的組織分布。焊縫對(duì)接接頭分區(qū)與搭接接頭相同，圖3中A、B、C、D、E五個(gè)分區(qū)分別對(duì)應(yīng)圖1中的A、B、C、D、E五個(gè)分區(qū)。此外，從圖3中可以觀察到焊縫前進(jìn)側(cè)母材與焊縫分界線比較明顯，而返回側(cè)母材與焊縫分界線比較模糊，說明焊縫兩側(cè)塑性金屬流動(dòng)模式并不相同；焊核形狀關(guān)于焊縫中心線并不對(duì)稱，而是偏向返回側(cè)，說明塑性金屬流動(dòng)也偏向返回側(cè)，這也驗(yàn)證了攪拌摩擦焊對(duì)稱位置上前進(jìn)側(cè)溫度低于返回側(cè)溫度的不對(duì)稱的溫度場(chǎng)分布[9]；同樣可以發(fā)現(xiàn)在焊縫上部，受摩擦頭軸肩旋轉(zhuǎn)摩擦作用的影響，塑性金屬更多的是從返回側(cè)進(jìn)入前進(jìn)側(cè)，如E區(qū)所示；而在焊縫下部塑性金屬更多的是從前進(jìn)側(cè)進(jìn)入返回側(cè)，如C、D區(qū)所示；而在A、C區(qū)，可以觀察到塑性金屬的黑白相間的分層過渡現(xiàn)象。 圖3 6mmLF2和6mmLY12對(duì)接焊縫組織宏觀圖 3 結(jié) 論 （1）采用異種鋁合金攪拌摩擦焊的不同顯微組織觀測(cè)塑性金屬流動(dòng)情況，該方法簡(jiǎn)單直觀。 （2）焊縫金屬流動(dòng)模式關(guān)于焊縫中心并不對(duì)稱，按流動(dòng)特征不同焊縫大致分為五個(gè)分區(qū)。 （3）可以觀察到清晰的洋蔥圓環(huán)區(qū)和薄層間混結(jié)構(gòu)。 （4）攪拌針兩側(cè)焊縫下層金屬有向前、向上流動(dòng)的趨勢(shì)，向上流動(dòng)高度高于被搭接板材的厚度。 對(duì)應(yīng)牌號(hào)： 國(guó)標(biāo)：2A12(LY12) GB/T 3190-1996 ISO：AlCu4Mg1 ISO 209.1-1989 日標(biāo)：A2024 JIS H4000-1999 JIS H4040-1999 非標(biāo)：24530 IS5902 法標(biāo)：2024（A-USG1) NF A50-411 NF A50-451 美標(biāo)：2024 AA
