一种基于掺杂高熵合金粉末的增强铝锂合金焊丝强韧性的方法技术

本专利公开了一种基于掺杂高熵合金粉末的增强铝锂合金焊丝强韧性的方法，通过掺杂高熵合金粉末提高铝锂合金焊丝及焊缝的强韧性。首先，依据性能需求，基于第一性原理设定高熵合金粉末种类和含量；然后，基于机器学习建立“焊丝成分‑工艺参数‑强韧性”关联及预测模型，生成适用于铝锂合金焊接的高强韧性焊丝成分设计空间；最后，以服役需求为筛选条件，优化出添加高熵合金粉末的种类及含量。优选的高熵合金粉末均匀的分散在焊丝中，焊接时，随焊丝熔化形成焊缝，粉末颗粒作为强化相均匀分散在焊缝中，从而提高焊缝的强韧性。一种基于掺杂高熵合金粉末的增强铝锂合金焊丝强韧性的方法为提高铝锂合金焊接质量提供了可靠的解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料加工工程中的焊接材料，主要涉及一种基于掺杂高熵合金粉末的增强铝锂合金焊丝强韧性的方法。

技术介绍

1、铝锂合金由于密度低、比强度和比刚度高、弹性模量高、疲劳裂纹扩展速率低、低温性能较好、良好的耐腐蚀性和卓越的超塑成形性能等诸多优异的综合性能，在航空航天关键结构件中得到广泛的应用。铝锂合金已应用于克希德导弹和空间公司(lmsc)的大力神运载火箭的有效载荷转接器、“暴风雪”号航天飞机的结构件、中国的大飞机c919大部分结构材料以及“奋进号”航天飞机的外贮箱等关键结构件上。

2、激光焊接是航空航天制造领域关键结构件中广泛应用的先进加工技术，具有热输入量小、焊接速度快、焊接的精度高、适应性强、光束的可控性好的优点。铝锂合金虽然综合性能较好，但是在焊接过程中受焊接热输入的影响，锂元素易被蒸发氧化，组织结构会发生很大的变化，出现焊缝气孔多，焊接热裂纹倾向大等问题，在制备焊丝时易断裂，生产效率低，制备的焊丝力学性能不理想，焊缝接头性能较差。

3、高熵合金粉末具有强度高、硬度高、耐磨性优良以及与铝锂合金间界面润湿良好的优势，所以在本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于掺杂高熵合金粉末的增强铝锂合金焊丝强韧性的方法，其特征在于高熵合金粉末弥散分布于铝锂合金基体中，阻碍晶界的迁移，达到弥散强化和细晶强化的目的进而提高焊丝及焊缝强韧性；掺杂高熵合金粉末的增强铝锂合金焊丝成分最优解的筛选过程，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于第一性原理的高熵合金粉末成分设计方法，其特征在于设定有助于提升铝锂合金强韧性的高熵合金粉末种类为AlxCoCrFeNi、FeNiCoCrMn、TiZrHfNbTa，所选择的高熵合金粉末均具有较强的强度或韧性，均与Al存在作用机制，可有效阻碍晶界的移动，达到提高焊丝及焊缝强韧性的目的。

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【技术特征摘要】

1.一种基于掺杂高熵合金粉末的增强铝锂合金焊丝强韧性的方法，其特征在于高熵合金粉末弥散分布于铝锂合金基体中，阻碍晶界的迁移，达到弥散强化和细晶强化的目的进而提高焊丝及焊缝强韧性；掺杂高熵合金粉末的增强铝锂合金焊丝成分最优解的筛选过程，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于第一性原理的高熵合金粉末成分设计方法，其特征在于设定有助于提升铝锂合金强韧性的高熵合金粉末种类为alxcocrfeni、fenicocrmn、tizrhfnbta，所选择的高熵合金粉末均具有较强的强度或韧性，均与al存在作用机制，可有效阻碍晶界的移动，达到提高焊丝及焊缝强韧性的目的。

3.根据权利要求1所述的建立的“焊丝成分-工艺参数-强韧性”关联模型及预测模型，其特征在于利用分辨率求解出焊丝成分、工艺参数、强韧性之间关联度并建立数学模型，最后基于残差检验方法对铝锂合金强韧性的变化进行预测。

【专利技术属性】
技术研发人员：占小红，刘睿祖，王建峰，李悦，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：