开孔泡沫Al-10%Mg合金的动态压缩行为的研究

用Hopkinson压杆实验装置对开孔结构的泡沫Al—10％Mg合金进行了动态压缩实验，在应变率为准静态、800s^-1和2000s^-1条件下测量了动态和准静态压缩应力—应变曲线，研究了这种铝合金泡沫的动态压缩行为，并分析了其应变率效应。结果表明：在动态和准静态压缩下，泡沫Al—10％Mg合金的压缩σ—ε曲线均表现出弹性变形段、平缓段和紧实段三阶段特征；泡沫Al—10％Mg合金具有明显的应变率敏感性，随应变速率的提高，相同应变量下的流动应力上升。     

析出相形态对Ni-Ti形状记忆合金力学性能的影响

对室温奥氏体相NiTi形状记忆合金进行热处理,在300和500℃时效温度下,分别获得具有粒状和针状Ni4Ti3析出相的组织特征,对两种组织的合金进行准静态和动态力学性能研究,对比分析析出相形态对奥氏体NiTi形状记忆合金静动态力学行为的影响规律。结果表明,准静态拉伸加载下,随应变率的提高,两种组织的应力诱发马氏体相变过程均呈现明显的应变率效应,对比分析发现,针状组织的NiTi合金发生应力诱发马氏体相变的初始应力值低,材料塑性好,抗拉强度高;准静态压缩加载时,两种组织的力学性能相近;动态压缩加载时,针状组织的动态压缩屈服强度显著高于粒状组织,但是由于粒状组织马氏体塑性变形阶段表现出更强的应变硬化效应,导致二者的动态抗压强度值相近。论文对相关机理进行了讨论和分析。     

断续时效对7B52叠层铝合金组织和力学性能的影响

通过硬度测试、拉伸测试、扫描电镜以及透射电镜研究了T6I6断续时效对7B52叠层(7A62/7A01/7A52)铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:大量细小η′相均匀析出,使7B52-T6I6时效态下的屈服强度和抗拉强度比T6态下的分别提高了22.5 MPa和20.5 MPa;由于较高的Mg、Zn含量,7A62层铝合金在T6I6时效态下还发生了η′相的二次析出,引起额外强化作用,致使7A62层的屈服强度和抗拉强度比7A52层铝合金分别高155.0 MPa和120.2 MPa。7A62层合金与7A01层合金具有较大的强度差异,使其界面结合强度弱;而7A52/7A01界面则具有较高的结合强度,界面周围发生明显塑性变形,断裂处界面呈不平整状。7B52叠层铝合金的最佳断续时效工艺为一级时效(120℃、2 h)+二级时效(65℃,20 d)+三级时效(120℃,18 h)。     

7A04铝合金时效强化的试验研究及其强度计算

以铝合金时效强化动力学理论为基础,研究了高温预热固溶处理后不同的时效工艺对7A04铝合金组织和性能的影响,得到了优化的双级时效工艺.在此基础上,建立了合金成分、析出相尺寸及其体积分数与合金屈服强度之间的计算模型,并利用该模型对7A04铝合金单级时效和双级时效后的屈服强度进行计算.该模型集成了固溶强化和弥散强化对合金屈服强度的贡献,在达到最大时效强度之前,计算结果和试验测量结果较为一致.此后,随着强化相体积分数计算偏差增加,计算强度与测量强度之间的误差也有所增大.     

汽车用6005A-T6铝合金动态性能研究

通过对6005A-T6铝合金进行准静态拉伸试验和动态拉伸试验,研究了应变速率对6005A-T6铝合金准静态和动态力学性能及断裂行为的影响。6005A-T6铝合金的强度随着应变速率提高而增大,应变速率200/s拉伸的抗拉强度、屈服强度分别较准静态拉伸提升30MPa、25MPa,其中以准静态到应变速率10/s的过程中,材料的抗拉强度、屈服强度上升最为明显;6005A-T6铝合金塑性随着应变速率的增大而逐渐增大,当应变速率达到200/s时塑性反而下降。在高速拉伸变形状态下,位错密度的增加和滑移带的增多是导致高速状态下强度及延伸率提高的主要原因;当应变速率达到200/s时由于拉伸速率过快,晶粒来不及进行大量变形是断后延伸率反而降低的主要原因。     

温度与保温时间对2519A铝合金高温力学性能的影响

利用高温拉伸力学性能测试、扫描电镜与透射电镜等分析手段对2519A铝合金在不同温度与保温时间下的高温力学性能进行研究。结果表明：合金在保温10 min后进行拉伸,从室温至400℃,随着温度的升高,抗拉强度从471 MPa下降至55.5 MPa,屈服强度从440.3 MPa降至50.3 MPa,延伸率由11.6%提高至21.3%。300℃时,随保温时间的延长,合金的抗拉强度先由171.6 MPa下降至151.4 MPa,屈服强度由139.4 MPa降至130.5 MPa,1 h后基本上稳定不变。高温条件下,该合金力学性能的下降主要是由于析出相的粗化与转变引起的。     

应变率对泡沫Al-Mg合金压缩性能的影响

在应变率分别为10^-3s^-1,600s^-1和1600s^-1条件下对开孔泡沫Al-Mg合金进行了压缩试验，测量了不同应变率下材料的压缩应力．应变(σ-ε)曲线，研究了应变率的变化对这种Al合金泡沫的压缩性能和吸能性的影响。试验结果表明：这种开孔结构的泡沫Al-Mg合金具有明显的应变率效应，随应变率的提高，其屈服强度和流动应力升高；因此，与静态下相比，动态压缩下的吸能性上升，而对应的应力也随之提高。     

高强可焊7A62铝合金的成分设计与跨尺度相强化作用

基于7A62铝合金的成分设计,研究Zn含量和Zn/Mg质量比对Al-Zn-Mg合金强度的影响。采用透射电镜(TEM和HREM)详细地研究7A62铝合金峰值时效的析出相,从多个晶体学方向观察了强化析出相的形貌及其与基体的关系。结果表明:Zn/Mg质量比为2~3、Zn含量增加至6.84%(质量分数)时,7A62合金的强度明显增加。峰值时效后,7A62合金基体形成了体积分数约60%、尺寸小于10 nm的沉淀强化相和体积分数约10%、尺寸为100~200 nm的弥散强化相。基体主要强化析出相是高密度均匀分布的η′相,与基体呈现半共格和晶体取向关系,形成较高晶格错配度;跨尺度位错缠结的弥散强化相是由Al、Zn、Mg、Mn元素组成的平衡相。7A62合金的化学成分和微结构特征使其成为高强可焊的铝合金。     

应变率和温度对TC4_网/Al复合材料动态压缩性能的影响规律

以TC4钛合金纤维为增强体，5A06铝合金为基体，采用压力浸渗法制备二维连续纤维网增强铝基复合材料(TC4_网/Al)。利用万能材料试验机和分离式霍普金森压杆对TC4_网/Al复合材料分别进行准静态压缩和动态压缩，研究复合材料在室温和高温下的压缩性能。结果表明：该复合材料不论在室温还是高温均表现为正向应变率效应。对复合材料进行准静态压缩(应变率≤1 s~(-1)),当试验温度≤100℃时，试样均沿与轴向约呈45°方向的斜面发生破坏；试验温度≥250℃时，试样没有破坏而发生鼓肚变形。动态压缩(应变率为1500 s~(-1))时，无论在室温还是高温下，该复合材料均未发生破坏。     

高温预析出对7A52合金应力腐蚀性能的影响

通过对7A52合金时效状态的强度、硬度、电阻率和应力腐蚀性能的测试,对比分析了高温预析出对7A52合金T4和T61时效状态应力腐蚀和强度性能的影响.结果表明:高温预析出可以提高7A52-T4和7A52-T61合金的抗应力腐蚀性能,同时其强度和延伸率有所增加;高温预析出处理的7A52-T61合金拉伸强度达500MPa,延伸率13.0%,KISCC达到10.2 MPa·m1/2.     

6061铝合金环形锻件动态力学性能与失效行为

为了研究6061铝合金环形锻件在冲击载荷下的动态力学性能和失效行为,在室温下分别采用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)与冲击摆锤试验机测试其动态压缩力学性能与动态冲击力学性能,并利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对冲击试样进行了组织和断口的显微分析。结果表明:6061铝合金环形锻件在室温、高应变率下具有正应变率强化效应,经过固溶处理、时效处理后,其动态压缩强度逐渐提高,在3300 s^-1应变率下具有最大动态压缩强度,为365 MPa,而其塑性逐渐降低;室温下,6061铝合金环形锻件在固溶处理后具有相对优异的综合冲击性能,其最大冲击功为17.2 J,最大冲击韧性为215.1 k J·m^-2;锻后的冲击断裂为韧性断裂,固溶后的断裂为韧、脆混合断裂,时效后的断裂为脆性断裂。     

固溶时效处理对Ti-6Al-4V ELI钛合金准静态和动态力学性能的影响

采用万能力学试验机及霍普金森压杆试验研究了固溶和时效处理对Ti-6Al-4V ELI钛合金准静态拉伸性能和动态压缩性能的影响。结果表明,Ti-6Al-4V ELI钛合金经固溶时效处理后(固溶温度941 ℃),其屈服强度可达1097 MPa以上,抗拉强度可达1167 MPa以上。相比热处理前的Ti-6Al-4V ELI钛合金,强度显著提升,而且塑性指标也维持在较高水平。同时,不同应变速率下Ti-6Al-4V ELI钛合金的动态压缩性能提升明显,动态压缩强度和应变速率的对数呈线性关系,且随着应变速率的增加而增大。     

等温锻造温度对2A70铝合金组织性能的影响

在6300kN四柱油压机上对2A70铝合金试样在变形温度350～480℃、应变速率0.001s~(-1)的条件下进行等温压缩试验,然后对其进行标准同溶时效处理,并进行室温拉伸性能测试和显微组织观测.实验研究结果表明,在430～450℃变形温度范围内,等温锻件的显微组织为完全再结晶组织,晶粒细小且沿变形方向分布;在430℃纵向抗拉强度和屈服强度分别达到最大值(410MPa和292.5MPa),在450℃横向抗拉强度和屈服强度分别达到最大值(400MPa和270MPa),而伸长率均远超过技术条件要求.综合考虑显微组织、强度和塑性等因素,选取450℃为该合金的较佳等温锻造温度.     

不同Zn/Cu质量比对Mg-Zn-Cu显微组织和性能的影响

论文采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及显微硬度测试、室温和高温拉伸性能测试、蠕变性能测试研究了Ce和不同的Zn /Cu质量比对Mg-Zn-Cu显微组织和室温及高温力学性能的变化规律、高温变形性能、强化机制和抗蠕变性能的影响。研究结果表明,室温下挤压态Mg-8Zn-8Cu-Ce的拉伸强度和屈服强度分别为320 MPa和291 MPa,在423K温度下,拉伸强度仍高于220MPa。合金具有优良的蠕变性能,稳态蠕变速率为1.21×10_-8 s_-1,蠕变量仅为0.562%。在相同的变形温度下,铸造Mg-7Zn-3Cu-Ce的真实应力随着应变速率的增大而增大,表明合金是应变速率敏感材料。相同的应变速率下,合金的真实应力随着温度的升高而减小,但没有明显的动态再结晶和软化现象。     

二级时效温度对7B04-T74铝合金薄板组织及性能的影响

采用光学显微镜、透射电镜组织分析手段和室温拉伸、电导率、剥落腐蚀、疲劳极限性能测试方法,研究了二级时效温度对7B04-T74合金2 mm厚薄板组织与性能的影响。结果表明:二级时效温度由165 ℃逐渐升高至175 ℃时,7B04-T74合金晶粒组织特征没有明显变化,晶内析出相数量减少且尺寸增加,晶界析出相粗大且断续分布;7B04-T74态铝合金薄板的室温拉伸抗拉强度、屈服强度明显降低,其伸长率无明显变化,电导率明显提升,剥落腐蚀级别无明显变化趋势。通过对比不同二级时效温度下7B04铝合金的组织与性能测试结果可知,7B04合金2 mm厚薄板由退火状态到T74状态的最优二级时效温度为173 ℃。     

Effects of returns on composition,microstructure and mechanical properties of GH4169 superalloy

To recycle the returned alloy effectively, effects of returns proportion on alloy composition, microstructure and compression properties of superalloy GH4169 were studied by means of scanning electron microscopy(SEM), energy dispersive spectroscopy(EDS) and thermal-mechanical simulator. The results show that returns addition has no significant effect on the main alloy elements content and the principle precipitates, but increases the volume fraction of Al_2O_3 inclusions, resulting in the increase of oxygen level of GH4169 alloy. Returns addition does not change the elastic and plastic deformation process at room temperature or at 1,150 °C, but high returns proportion GH4169 alloy shows improved compression strength and yield strength. The alloy with 100% returns shows a maximum compression strength 1,153.45 MPa at room temperature, while the alloy with 80% returns has a maximum value 69.3 MPa at 1,150 °C. Returns addition increases fluctuation range and reduces the stability of yield strength and compression strength of GH4169 alloy at room temperature. It is noted that the volume fraction and the size of Al_2O_3, and the fraction of Laves phase reach their maximum values in the GH4169 alloy with 60% returns, which exhibits maximum yield strength of 516.65 MPa at room temperature and 62.17 MPa at 1,150 °C.     

强变形工艺对2519A铝合金组织与性能的影响

通过硬度测试、拉伸性能测试、透射电镜观察等分析手段研究了不同强变形工艺下2519A铝合金的力学性能与微观组织。结果表明,经50%的冷轧变形和165 ℃人工时效后,2519A合金的力学性能明显提高,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为522 MPa、468 MPa和8.5%。而在冷变形前添加165 ℃×2 h预时效处理,合金的力学性能进一步提高,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到535 MPa、497 MPa和8%。预时效处理可以提高合金中θ′相的密度,使析出相分布更加均匀,有助于提高合金的力学性能。     

冷却方式对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响

两阶段控制轧制后,采用不同的冷却路径进行冷却,研究冷却路径对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响.结果表明,超快冷+空冷冷却路径可获得细晶组织,晶粒平均尺寸约为7.76μm,屈服强度高达425 MPa,抗拉强度高达500 MPa.超快冷+炉冷试样中存在细小的沉淀粒子,沉淀粒子尺寸主要集中在2—7 nm,而超快冷+空冷试样中只存在少量球形沉淀粒子,轧后直接空冷可获得相间沉淀粒子.不同冷却路径获得的热轧板在700℃下退火300 s后,沉淀粒子发生明显的粗化;退火处理后,超快冷+炉冷试样的晶粒平均尺寸减小为6.47μm,相对于退火前,其屈服强度和抗拉强度分别增加50和30 MPa、强度的增加主要源于细晶强化.对于含0.03%Nb(质量分数)的Nb-Ti微合金钢,由于沉淀粒子的体积分数有限,因此细晶强化效果远高于沉淀强化效果,强度的变化与晶粒尺寸的变化具有很好的对应性.另外,加工硬化指数与晶粒尺寸密切相关.随着晶粒平均尺寸的增加使加工硬化指数增加.     

7A41铝合金的力学性能和耐蚀性能

采用常温拉伸性能测试、应力腐蚀性能测试和盐雾腐蚀性能测试方法分别对双级时效态7A41铝合金的力学性能及耐蚀性能进行了测试。采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对合金的显微组织、拉伸断口微观形貌进行了表征。结果表明,T6状态下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为505 MPa、474 MPa和16.3%。耐应力腐蚀性能优异,应力腐蚀敏感系数为3.98%,合金的盐雾腐蚀速度为0.0914 mm/y。TEM观察分析表明,Tb态7A41铝合金晶内均匀弥散地分布着纳米级析出相,晶界上分布着大量的非连续析出相,析出相尺寸为20~50 nm,非连续析出相有效地阻碍了合金晶间腐蚀的路径,良好的组织特征保证了合金的综合性能。