静态退火对Mg-Gd-Y-Zr挤压合金的微结构与织构影响

本文研究了Mg-9Gd-4Y-0.6Zr挤压合金在静态退火过程中的微结构与织构的演变。采用金相显微术、扫描电子显微术、透射电子电子显微术、差热分析仪、XRD织构测试仪及EBSD分析技术表征了合金的晶粒长大、析出相沉淀及织构改变。结果表明,退火初期的晶粒尺寸下降是由再结晶引起的;晶间不均匀变形诱发了晶间的局部析出,继而抑制了再结晶过程。织构分析表明,热挤压产生了常见的基面纤维织构和不常见的柱面纤维织构,即c轴平行于挤压方向;在静态再结晶过程中,新晶粒形核会弱化柱面纤维,而晶粒长大过程会强化柱面纤维。晶界与亚晶界上的大量析出相抑制了织构改变。     

动态载荷下7005铝合金力学行为及数值模拟

本工作研究了7005铝合金在应变速率为(1～5)×103s-1条件下的力学行为。结果表明,7005铝合金有明显的应变速率敏感性。利用最小二乘法求得了材料的Johnson-Cook本构参数;应用ABAQUS软件,研究了高应变速率下的帽型试样的绝热剪切变形历程。数值模拟得到的应力-应变曲线与实验结果吻合。温度场的计算为绝热剪切带内微观组织是否发生动态再结晶提供了依据,当应变速率为15 000 s-1时,在120～240μs内,相比初始温度,试样的平均温升达到405℃。通过对冲击后试样的微观组织观测发现,绝热剪切带中有大量的等轴晶,具有典型的再结晶组织特征。7005铝合金在高应变速率下的变形温升和动态再结晶软化行为,将为其在汽车碰撞构件中的应用提供指导作用。     

亚晶及析出相强化对Al-Zn-Mg-Cu合金性能的影响

采用金相显微镜、XRD物相分析、透射电镜观察和力学性能测试,研究了真空感应熔炼水冷铜模铸造下Al-8.2Zn-2.05Mg(10Zn-2.5Mg,12Zn-3Mg)-2.2Cu-0.1Mn-0.25Zr合金析出相的强化效应,以及第1种合金在形变热处理工艺下引入的亚晶强化效应.结果表明,3种合金在T6(120℃时效24 h)状态下均析出了均匀弥散的强化相η’,此时析出相强化起主导作用.随着Zn、Mg含量的提高,析出强化相的数量逐渐增多,析出相强化效应增大,3种合金的抗拉强度分别为646.2、697.4和732.5MPa,伸长率分别为13.0％、10.6％和7.1％,抗拉强度与其析出相强化效应对应;采用120℃预时效12 h+120℃温变形30％+120℃终时效10 h的形变热处理工艺可使Al-8.2Zn-2.05Mg-2.2Cu-0.1Mn-0.25Zr合金获得亚晶组织,此时合金为亚晶强化与析出相强化共同作用的强化机制,合金的抗拉强度达到752.3MPa,伸长率为6.7％;亚晶内析出均匀弥散强化相提高合金性能,比单一增加析出相数量效果更好.     

轧制态6082-T6铝合金的热压缩力学行为及微观组织分析

采用热模拟试验机对轧制态6082-T6铝合金进行热压缩试验,分析了合金在变形温度100~400 ℃,应变速率0.01 s^-1条件下的流变应力,对不同温度热变形的微观组织进行了表征。结果表明,轧制态6082铝合金的力学性能受变形温度和轧制方向的影响。变形过程中应力呈现负的温度敏感性,即随着变形温度升高,应力不断下降。合金表现出明显的力学性能各向异性,压缩强度在与轧制方向呈0°和90°较高,45°方向强度较低。经过热压缩变形后,与轧向呈不同方向的6082-T6铝合金的晶粒组织均沿着剪切力方向发生扭曲,同时,变形温度对晶粒组织的演变影响不大。随着变形温度的升高,合金基体内的位错密度明显下降,析出相发生粗化。     

固溶处理对ZK60镁合金生物腐蚀性能的影响

对ZK60镁合金进行不同温度固溶处理,采用浸泡腐蚀、电化学测量研究了固溶处理后合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀性能。利用OM(金相观察)与SEM(扫描电镜)对合金组织、腐蚀产物和腐蚀形貌进行观察,并使用EDS对腐蚀产物成分进行分析。结果表明,经固溶处理后,铸态合金中第二相逐步溶解,降低了合金基体与第二相的电位差,使合金电偶腐蚀和局部腐蚀的倾向减弱,耐腐蚀性能提高。经330℃固溶处理后的ZK60合金,腐蚀速率为2.573mm/a,腐蚀电流密度与腐蚀电位分别为0.205mA/cm~2和-1.504V,生物耐腐蚀性能理想。     

固溶时效处理对挤压态6082铝合金力学性能和组织的影响

采用拉伸试验机、光学显微镜和透射电镜等方法研究了固溶和时效处理工艺对挤压态6082铝合金力学性能和组织的影响。结果表明,经530 ℃固溶处理的试样强度高于550 ℃固溶处理的试样,经不同固溶温度处理后合金表现出不同的力学性能各向异性行为,而经时效处理后合金的屈服强度显著提升。550 ℃固溶处理的合金,晶粒明显长大。经时效处理后的试验合金中分布着大量的针状析出相,能有效阻碍位错的运动,提升材料的强度。经不同固溶+时效处理后的挤压态试验合金拉伸断口处均发现大量的韧窝,表现出韧性断裂的特征。     

轧制温度对固溶态AZ31镁合金组织及耐蚀性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜及电子背散射衍射仪等测试手段研究了轧制温度对固溶态AZ31镁合金显微组织的影响,采用浸泡失重实验和电化学测试等研究了合金在3.5 mass％NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:轧制温度在250～300℃时,随着轧制温度的升高,合金的动态再结晶程度与均匀性提高,腐蚀速率降低.当轧制温度为300℃时,合金得到了均匀的再结晶晶粒,浸泡12天的平均腐蚀速率为1.37×10-3g.cm-2·d-1,呈现均匀腐蚀形貌,耐腐蚀性能最优.当轧制温度为350～400℃时,出现了动态再结晶晶粒长大现象,造成随着轧制温度的升高而腐蚀速率加快的情况.     

挤压态6013-T4铝合金在动态冲击载荷下的变形行为及其微观机理

使用霍普金森压杆试验装置进行挤压态6013-T4铝合金的室温动态压缩实验,应变速率为1×10³~3×10³ s^-1。结果表明,6013-T4铝合金在动态压缩过程中表现出明显的应变硬化和正应变速率敏感性;随着应变和应变速率的提高位错密度增大,在高应变速率和大应变量变形后试样的位错塞积显著。在相同的变形条件下0°方向试样的应力总是最高,而45°方向试样的应力最低。挤压态6013-T4合金的主要织构类型为{112}<111>和{110}<111>。对于{112}<111>织构,0°、45°和90°方向的最大施密特因子分别为0.27、0.49和0.41。对于{110}<111>织构,最大施密特因子分别为0.27、0.43和0.41。0°方向的施密特因子最小,使该方向的应力水平较高。在相同的应变速率和应变量条件下动态压缩变形时,0°方向试样的位错密度更高。在冲击件的材料选择和结构设计中有必要考虑材料的应变速率敏感性、力学性能各向异性以及微观组织的演变。     

浅谈振冲碎石桩在软土路基处理中的应用

振冲碎石桩加固软土地基的方法在我国各类大小工程中都被普遍应用,本文将以实例介绍振冲碎石桩的计算及设计过程,以及施工中应该注意的问题。     

AZ31镁合金高应变速率多向锻造组织演变及力学性能

采用空气锤对AZ31合金在350℃以Δε=0.22的道次应变量进行1~12道次多向锻造变形,并对其组织和性能进行测试。结果表明:合金高应变速率多向锻造(HSRTF)组织演变分为两个阶段,累积应变∑Δε<1.32时为晶粒细化阶段,其主要机制为孪晶再结晶;累积应变∑Δε>1.32时为晶粒长大阶段,其主要机制为热激活长大。利用大量的孪晶对再结晶的促进作用,高应变速率多向锻造工艺可快速生产细晶粒高性能AZ31变形镁合金锭坯,累积应变∑Δε=1.32时,可获得组织均匀、平均晶粒度为7.4μm的锻坯,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为313 MPa、209 MPa和28.6%。