实验材料为轧制的AZ31镁合金板材，其成分（质量分数，%）为：2.57Al，0.84Zn，0.32Mn，0.03Si，0.003Cu，0.006Fe。试板尺寸200mm×130mm×4mm。FSP在国产FSW-RT31-003型搅拌摩擦焊机上进行。采用带有螺纹的锥形搅拌针，其根部直径3mm，长3mm。搅拌头的轴肩直径12mm，轴肩圆台内凹。加工速度为100mm/min，主轴旋转速度为500～1500r/min。加工方向平行于板材的轧制方向，保持搅拌头与焊机主轴的倾角为2°。
AZ31镁合金板材经过FSP后得到了细小均匀的等轴晶，平均晶粒尺寸随着主轴旋转速度的增加而增大。当主轴转速为500r/min时，晶粒尺寸最小，为2.2μm。与母材相比，搅拌区细晶材料的显微硬度得到提高，平均晶粒尺寸越大，显微硬度值越低。搅拌区细晶材料的抗拉强度均低于母材，但伸长率得到提高。主轴转速为500r/min时搅拌区材料有孔洞产生，孔洞是造成该试样抗拉强度和伸长率均较低的主要原因。
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