响应面法优化2A97铝锂合金化铣工艺的研究

目的研究响应面法在优化2A97铝锂合金最佳化铣液配方中的可行性。方法在传统铝合金化铣氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺及溶解铝溶液体系,探索2A97铝锂合金化学铣切工艺,研究化铣液配方对2A97铝锂合金表面质量的影响,从而优化工艺参数并获得最佳化铣工艺。在单因素试验的基础上,以表面粗糙度为响应值,应用响应面法中的Box-Behnken设计四因素(氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺及溶解铝浓度)三水平试验,通过回归分析,得到了化铣液各组分参数对响应值的影响规律,并且通过优化分析得到了最佳2A97铝锂合金化铣液配方。结果通过响应面设计试验分析可得,当2A97铝锂合金化铣液配方为氢氧化钠130 g/L、硫化钠15 g/L、三乙醇胺50 g/L、溶解铝70 g/L时,采用该化铣液对2A97铝锂合金试样进行化铣,得到的试样表面平整一致,腐蚀速度为0.031 mm/min,粗糙度Ra=1.36μm,无晶间腐蚀及点蚀等缺陷。结论拟合模型决定系数R~2=0.967 927,说明模型的拟合性良好,可以采用响应面法对2A97铝锂合金化铣工艺进行分析,具有一定的参考价值。     

时效处理对铝锂合金微观组织与力学性能的影响

以2A97铝锂合金为研究对象,研究时效处理对其微观组织、硬度和拉伸性能的影响。结果表明,双级时效处理后,2A97铝锂合金的强度较高,塑性也有所改善,综合性能最佳。     

交流CMT焊接工艺对2198铝锂合金接头组织及性能的影响

铝锂合金是航空航天设备减重的理想轻质高强材料。采用交流CMT工艺并填充ER4043焊丝焊接厚2 mm的2198-T8铝锂合金薄板,并采用金相显微镜、维氏显微硬度计和拉伸试验机研究交流CMT对2198铝锂合金接头气孔、显微组织、力学性能的影响。结果表明,焊接电流90 A、电压10.7 V、焊接速度80 cm/min时,焊缝成形良好,焊接接头无宏观裂纹缺陷;利用显微镜可观察到焊接接头存在较多的气孔;熔合线显微硬度最低为68 HV;接头最大抗拉强度270 MPa,达到母材的64.3%,断裂方式为准解理断裂。     

热处理对2A97铝锂合金轧板微观组织与力学性能的影响

研究了新型高强2A97铝锂合金在不同的热处理状态下的微观组织及力学性能.结果表明:轧制态2A97铝锂合金经过热处理后,硬度得到了大幅度提高;520℃×80 min固溶+165℃×30 h时效处理,布氏硬度值高达187 HB,抗拉强度为510 MPa,伸长率为8%;时效初期硬度下降,出现回归现象,随着时效时间延长,合金硬度逐步升高,时效30 h,硬度接近峰值.     

铝-锂与铝-镁-钪合金前景看好

5年以前一度对铝-锂合金在航空工业中的前景认为并不如早先那样的乐观，可是近几年的研究证明，必须对它的地位加以重新确认，大量工作证明含锂量小于2％的铝锂合金既有高的强度性能又有良好的可焊性与优秀的抗腐蚀性能，从而不需要包铝。可用其轧制薄板与厚板以及挤压型材，主要用于制造机身。     

热处理状态对限制模压-轧制2A97铝锂合金板材晶粒细化的影响

研究了热处理状态对2A97铝锂合金板材限制模压-轧制工艺晶粒细化和力学性能的影响.将2A97铝锂合金板材分别进行"固溶淬火(AQ)"及"固溶淬火+过时效(OA)"预处理,随后均进行限制模压-轧制试验.采用光学显微镜及电子背散射衍射进行金相观测,对板料进行硬度测试以评估其力学性能.结果表明,AQ态及OA态材料经过限制模压...     

2A97铝锂合金典型防护涂层热带海洋大气环境腐蚀老化行为

将2A97铝锂合金典型防护涂层在万宁自然环境试验站进行户外暴露,并采用表面及截面形貌观察、红外光谱、电化学阻抗谱等方法,研究2A97铝锂合金涂层试样在热带海洋大气环境下的腐蚀老化行为规律及机理。结果表明：包含底漆+面漆的涂层1在暴露2.5 a内,表面有微孔洞形成,涂层和阳极氧化层较为完整,合金基体未腐蚀;只有底漆的涂层2在暴露1 a时,涂层形成大量微裂纹,并且局部区域发生剥落,且随暴露时间延长,阳极氧化层减薄,合金基体遭受腐蚀。与只有底漆的单涂层相比,底漆+面漆双层涂层具有较低的失光率和色差,抗老化性能更优异。涂层1暴露不同周期后,均表现为一个容抗弧,其腐蚀老化进程主要由水和氧的扩散速率控制。涂层2暴露1 a后,电解质侵入到涂层/基体界面处,基体发生腐蚀反应,随暴露时间延长,涂层开始剥落,主要表现为铝锂合金基体的腐蚀,其腐蚀老化速率主要由电化学过程控制。     

2A97铝锂合金三层空心结构件超塑成形/扩散连接工艺北大核心CSCD

开展了2A97铝锂合金三层空心结构件的超塑成形/扩散连接工艺仿真和实验研究,以获得合理的工艺参数。通过高温拉伸实验测得2A97铝锂合金在变形温度为460℃、应变速率为0.001 s^(-1)条件下的伸长率为183.4%,表现出良好的高温塑性。采用ABAQUS有限元软件分析了芯板夹角和气压加载路径对三层空心结构件成形质量的影响,得出合理的芯板夹角为45°、合理的应变速率为0.001 s^(-1),在此条件下,零件的最大减薄位于筋条与面板过渡区域,最大减薄率为59.4%。在变形温度为460℃、整形压力为2 MPa条件下,成功制备了2A97铝锂合金三层空心结构件,芯板的最大减薄率约为46.7%,扩散接头剪切强度为125.5 MPa,固溶时效后剪切强度升高至142.6 MPa。     

铝锂合金激光焊接头典型缺陷分析

进行了激光自熔焊、激光填丝焊和激光一MIG电弧复合焊试验,借助光学显微镜观察和x射线探伤,分析了铝锂合金焊接接头典型缺陷的成因及控制措施.结果表明:铝锂合金焊接接头缺陷以表面等成形缺陷和内部气孔为主;不同焊接方法条件下所得接头的常见表面成形缺陷特征各异;通过合理调节焊接参数均可以实现对各种缺陷的有效控制.     

表面机械研磨1420铝锂合金的微观组织研究

利用H-800透射电镜观测表面机械研磨(SMA)1420铝锂合金样品的微观组织结构特征。研究发现,经表面机械研磨处理后1420铝锂合金样品表层发生了严重的塑性变形,从最表层到基体,大致形成四个阶段的变化:纳米层、亚微米层、过渡层、基体组织。其中在过渡层的位错胞结构也很好地映衬出了计算模拟纳米晶体的结构,为进一步研究其纳米化机制奠定了基础。     

人工时效和腐蚀介质浓度对2A97 Al-Cu-Li合金电化学腐蚀行为的影响

采用动电位极化曲线电化学方法研究了2A97-T3和2A97-T6 Al-Cu-Li合金的耐腐蚀性能,并以第3代典型2060-T8合金、2099-T83铝锂合金和航空用2024-T4高强铝合金为参考对象进行了比较。通过分析电化学参数和腐蚀形貌,发现合金在3种浓度的NaCl溶液中的耐腐蚀性为2A97-T3>2A97-T6>2024-T4>2060-T8>2099-T83。随着NaCl溶液浓度的增加,合金的腐蚀电位（E_Corr）均降低,同时加剧了表面点蚀和晶间腐蚀程度。2A97-T3合金通过进行固溶和双级人工时效处理的共同作用得到2A97-T6合金,此时T₁相数量大大增加且分布更加均匀。因此,热处理工艺降低了2A97铝合金的腐蚀电位,导致2A97-T6合金的耐腐蚀性能略弱于2A97-T3合金。晶间θ相的解体诱导了2A97-T3合金的剥落腐蚀形貌,而2A97-T6合金的点蚀形貌是由晶内T₁相的溶解造成的。     

异厚度铝锂合金板激光拼焊工艺

采用激光焊接方法对厚0.3 mm和厚0.5 mm异厚度铝锂合金薄板进行激光焊接试验,通过正交试验法研究了异厚度铝锂合金薄板的激光焊接,并对焊接样品进行了拉伸测试,分析了各焊接因素对抗拉强度和焊缝宽度的影响.采用极差法对试验数据进行处理,得到了异厚度铝锂合金激光焊接的合理焊接工艺参数,确定了各焊接因素对焊缝强度影响的大小顺序.     

Al-Li合金的研制、性能和应用(下)

四、铝-锂合金的生产方法阿尔考和阿尔康两公司已选择铸锭冶金方法(IM方法)生产新的铝-锂合金.他们采用半连续直接水冷方法(DC方法)生产铸锭.采用这种方法时,当模子表面处的液态金属刚刚凝固并且具有足以支撑液态金属液穴的强度时,模子底座向下移动.采用直接水冷方法,铸锭的壁必须用水冷却.这种水冷方法并不是没有危险的,因为已经证明,如果熔融状态的铝-锂合金与水接触,便会发生激烈的反应,当液态金属与水接触时,可能发生猛烈的爆炸.铝-锂合金的铸锭能够轧制成厚板和薄板,铸锭也能够作     

2195铝锂合金VPTIG焊接头组织性能

采用VPTIG焊方法对2195铝锂合金薄板进行焊接,分别对接头的宏观形貌、显微组织及力学性能进行分析。结果表明:VPTIG焊方法焊接2195铝锂合金薄板的效果良好,焊缝金属组织为细小等轴晶,热影响区晶粒略有长大,熔合区存在明显的细晶区;焊接接头平均强度达到373 MPa,接头系数约为66%。     

2A97铝锂合金激光焊接特性

对厚度为2.0 mm的2A97铝锂合金进行了无填丝的激光焊接试验.通过拉伸试验、显微硬度计、光学显微镜以及扫描电镜研究了不同焊接热输入(激光功率、焊接速度)下焊接接头组织和性能.结果表明,随焊接热输入的增加,焊接接头系数增大,该厚度下2A97薄板最佳的焊接热输入为0.9~0.95 kJ/cm,此时接头系数可达到0.8左右.焊缝中的柱状晶分布区是强度最低区域,随焊接热输入的降低,焊缝区域中粗大的柱状晶所占比例增大,同时有伴随大量气孔出现,导致接头系数降低.     

焊后热处理对铝锂合金激光焊接头微观组织的影响

采用Nd:YAG激光对3 mm厚5A90铝锂合金薄板进行激光焊接,焊后对接头进行了固溶-时效处理,对热处理前后接头微观组织和显微硬度的分布进行了对比研究。研究结果表明,焊态5A90铝锂合金激光焊焊缝组织晶粒形态为等轴枝晶,未观察到强化相;经过焊后处理后,接头不同区域组织均呈现明显的晶界,焊缝金属晶粒形态转变为等轴晶,焊缝组织均匀性得到改善,并且焊缝金属晶粒内部弥散析出较多的δ'强化相。焊态下5A90铝锂合金激光焊焊缝的显微硬度低于母材,焊后热处理使焊缝金属中δ'强化相析出从而使焊缝的硬度显著提高。     

两种Ce微合金化铝锂合金形变热处理时的微观组织与拉伸性能

研究了Ce添加量分别为0.09%及0.23%的Al-4.15Cu-1.25Li-X高强铝锂合金薄板T6态时效(175℃时效)及T8态时效(5%冷轧预变形+155℃时效)时的微观组织和拉伸性能。结果表明,相比T6态时效,T8态时效时铝锂合金强度及伸长率均有所提高。T8态时效时,含0.23%Ce的铝锂合金强度及伸长率均低于Ce含量为0.09%的铝锂合金。Ce含量增加未改变铝锂合金中时效析出相的种类,主要强化相仍为T1相(Al_2CuLi)及θ'相(Al_2Cu),但其数量减少。微量Ce的添加可形成含Ce且富Cu的Al_8Cu_4Ce相粒子,这些粒子在均匀化及固溶处理时均难以完全溶解。Ce含量增加,导致固溶基体中Cu含量降低,时效时含Cu析出相T1相及θ'相含量减少,铝锂合金强度降低。     

1420铝锂合金DC铸造的常见缺陷

介绍了 14 2 0铝锂合金 DC铸造的几种常见缺陷 ,并结合合金的特性对产生这些缺陷的成因进行了分析 ,进而提出了减少这些缺陷的途径     

2197铝锂合金化铣抛光工艺及其影响因素

通过正交试验筛选了适合2197铝锂合金化学铣切加工抛光工艺的槽液配方,探讨了材料状态、抛光温度和抛光时间对2197铝锂合金碱腐蚀及化学铣切后表面抛光性能的影响。结果表明,HNO_3含量和温度是影响抛光效果的主要因素,CrO_3的影响次之,HF最小。材料的不同状态对抛光有较大影响,T8态过时效的铝锂合金抛光后粗糙度最小,T6态欠时效的铝锂合金抛光后粗糙度最大。当抛光的配方和工艺条件为硝酸250g/L、铬酐10g/L、氢氟酸2g/L、抛光时间2~3min、抛光温度25℃时,2197铝锂合金化铣表面能获得良好的抛光效果。     

铝锂合金搅拌摩擦焊接技术的研究现状及其发展方向

铝锂合金是一种密度低、比强度高、抗腐蚀性好的新型铝合金,是用于航空航天领域实现轻量化的理想材料。搅拌摩擦焊技术作为一项新型固相连接技术,能有效克服熔化焊接中出现的气孔、热裂纹等缺陷,在铝锂合金焊接领域具有广阔的应用前景。从铝锂合金搅拌摩擦焊焊接工艺、焊接接头组织性能等多个方面对铝锂合金搅拌摩擦焊进行综述,总结国内外研究现状,并展望铝锂合金搅拌摩擦焊接技术未来发展。