王字等：A-Zn-Mg-Cu-Zr-(Sc)合金搅拌摩擦焊接头组织和性能 617. 00b) 20 228.m 。●4020， 00月 200nm 200nm 221 200 nm 200 220 020 200nm 图71#和2#合金FSW接头的选区电子衍射花样和析出相形貌.(a,b)WNZ:(c,d)TMAZ:(e,f)HAZ:其中，1#合金(a,c,e),2#合金(b,d,f) Fig.7 SAED patterns and precipitates of the FSW joints for Alloy 1 and Alloy 2:(a,b)WNZ,(c,d)TMAZ,(e,f)HAZ;among them,Alloy 1#(a,c,e) and Alloy 2#(b,d,f) [111)u入射方向上观察到析出相形貌，发现n相 以看到相当数量的相存在于组织中，表明维持 的形貌呈现为规则的正六边形，而主要强化相 相回溶温度的时间不足以导致所有的析出相都 GPI区和n'相没有观察到.TMAZ区在焊接过程中 回溶.特别地，在较快的焊接速度下，焊接产生的 经历热和机械力的耦合作用，瞬时峰值温度可达 热量可以较快散失，因此HAZ区的析出相以粗化 350℃以上，虽然不及WNZ区的温升高，但依然 为主.与母材的析出相相比，HAZ区的析出相尺 高于强化相的回溶温度，温升导致部分析出相回 寸约为10~30nm,明显大于母材的2~10nm,Su等2 溶，而来不及回溶的则在热力作用下粗化.因此， 在研究7050-T651铝合金时观察到相似结果 与母材的析出相相比，TMAZ区的析出相数量显 2.4A-Zn-Mg-C-Zr-(Sc)合金FSW接头的力 著减少、尺寸明显增大 学性能 图7(e)和7(f)分别为1#合金和2#合金HAZ区 1#合金和2#合金FSW接头各区域硬度分布 的选区电子衍射花样，在[O01]1晶带轴上可以清 如图8所示.两种合金FSW接头各区的硬度变化 晰地看到，相的特征衍射斑点出现在1/3{220；和 规律相同，沿焊缝中心向基材方向，合金的硬度先 2/3{220;的位置处.析出相的形貌在[001]A1入射 下降后上升，逐渐上升至母材硬度.在整个焊接接 方向上表现为珍棒状.除相外，可见少量粗大 头区域中，无论是2#合金还是1#合金，硬度的最低 n相，而GPI区未观察到.HAZ区在焊接过程中经 值均出现在热力影响区与热影响区的交界处.此 历的瞬时峰值温度大约250℃，尽管已经处于相 外，对比两种合金，发现添加微量Sc显著提高了 的回溶温度区间（约为180~260℃）四，但依然可 合金焊接接头焊核区的显微硬度[111]Al 入射方向上观察到析出相形貌，发现 η 相 的形貌呈现为规则的正六边形[21] ，而主要强化相 GPІ区和 η'相没有观察到. TMAZ 区在焊接过程中 经历热和机械力的耦合作用，瞬时峰值温度可达 350 ℃ 以上，虽然不及 WNZ 区的温升高，但依然 高于强化相的回溶温度，温升导致部分析出相回 溶，而来不及回溶的则在热力作用下粗化. 因此， 与母材的析出相相比，TMAZ 区的析出相数量显 著减少、尺寸明显增大. 图 7（e）和 7（f）分别为 1#合金和 2#合金 HAZ 区 的选区电子衍射花样，在 [001]Al 晶带轴上可以清 晰地看到 η'相的特征衍射斑点出现在 1/3{220}和 2/3{220}的位置处. 析出相的形貌在 [001]Al 入射 方向上表现为珍棒状. 除 η'相外，可见少量粗大 η 相，而 GPІ区未观察到. HAZ 区在焊接过程中经 历的瞬时峰值温度大约 250 ℃，尽管已经处于 η'相 的回溶温度区间（约为 180～260 ℃）[22] ，但依然可 以看到相当数量的 η'相存在于组织中，表明维持 η'相回溶温度的时间不足以导致所有的析出相都 回溶. 特别地，在较快的焊接速度下，焊接产生的 热量可以较快散失，因此 HAZ 区的析出相以粗化 为主. 与母材的析出相相比，HAZ 区的析出相尺 寸约为10～30 nm，明显大于母材的2～10 nm，Su 等[21] 在研究 7050-T651 铝合金时观察到相似结果. 2.4    Al−Zn−Mg−Cu−Zr−(Sc) 合金 FSW 接头的力 学性能 1#合金和 2#合金 FSW 接头各区域硬度分布 如图 8 所示. 两种合金 FSW 接头各区的硬度变化 规律相同，沿焊缝中心向基材方向，合金的硬度先 下降后上升，逐渐上升至母材硬度. 在整个焊接接 头区域中，无论是 2#合金还是 1#合金，硬度的最低 值均出现在热力影响区与热影响区的交界处. 此 外，对比两种合金，发现添加微量 Sc 显著提高了 合金焊接接头焊核区的显微硬度. 200 nm [001] 200 220 020 (a) 202 224 022 [111] 200 nm (c) 020 [001] η' 200 220 200 nm (e) 202 224 022 [111] η 200 nm (d) 020 [001] η' 200 220 200 nm (f) 200 nm 200 020 [001] 220 (b) Al3(Sc, Zr) 图 7    1#和 2#合金 FSW 接头的选区电子衍射花样和析出相形貌. （a, b） WNZ；（c, d） TMAZ；（e, f） HAZ；其中，1#合金（a, c, e），2#合金（b, d, f） Fig.7    SAED patterns and precipitates of the FSW joints for Alloy 1 and Alloy 2: (a, b) WNZ, (c, d) TMAZ, (e, f) HAZ; among them, Alloy 1# (a, c, e) and Alloy 2# (b, d, f) 王    宇等： Al−Zn−Mg−Cu−Zr−(Sc) 合金搅拌摩擦焊接头组织和性能 · 617 ·