一种高铜铝合金板侵彻后的显微组织分析

采用53式7．62 mm穿燃弹斜入射一种高铜铝合金板,弹速为818 m/s。利用光学显微镜和扫描电镜观察铝板侵彻后的弹坑微观组织。结果表明:弹靶接触表面有熔化物,成分为靶材与弹丸的混合物;在侵彻的不同深度,弹坑微观组织呈现不同的特征,入口处晶粒被拉长,中间处的晶粒发生剧烈扭折,局部出现绝热剪切带,底部观察到形变显微带以及异常长大晶粒;靶板主要发生塑性扩孔型破坏。     

7A52/7055铝合金层合结构动态力学性能研究

对7A52/7055铝合金层状复合材料进行准静态压缩试验以及不同温度、不同应变速率条件下的冲击压缩试验,并分析其应力-应变、能量吸收和本构模型。结果表明:当应变率为(1 000～3 000)s-1时,7A52/7055铝合金层状复合材料在高应变率下敏感性较高,其流动应力随应变率的增大而升高,在高温条件下材料的流动应力变化不明显;在350℃时能量吸收效果明显,当7A52和7055层厚比为1∶2时,能量吸收效果最佳;基于MATLAB curvefitting拟合出的Johnson-Cook模型能较好地预测试验中铝合金层状复合材料的流动应力。     

时效温度对车板用轧制6A01-T4铝合金力学拉伸性能和组织的影响

以6A01-T4铝合金为测试材料,经3道次轧制和不同时效温度处理,采用拉伸测试、TEM等方法分析其力学性能及组织。结果表明:3道次轧制时,轧向形成拉长的晶粒,生成许多波浪形的变形带,时效温度增加,晶粒发生细化,时效时间增加,试样位错密度降低;3道次轧制后位错密度急剧增加并缠结在一起,形成胞状结构;105℃时效处理后试样析出相粗化,析出相间距增加、数密度降低;各时效温度下拉伸测试后均出现1个明显强度峰,时效温度增加,强度峰后移,拉伸初期试样强度略微下降,之后增大至峰值再逐渐降低,最后趋于稳定。     

616装甲防弹钢动态冲击下的性能研究

从动态力学性能方面研究22SiMn2TiB-(616)高强度装甲钢的防弹性能。鉴于不同的应变率可得到区别较大的动态屈服强度,在SHPB(霍普金森压杆)实验的基础上,测试不同应变率和温度对616装甲钢力学性能的影响,撞击616装甲钢试样材料得到相应的应变率-应变曲线,观察冲击后其显微组织变化情况,并与原材料进行对比。结果表明:微光组织中出现白色光亮的ASB(绝热剪切带);同时组织中还出现相应的回火组织,验证应变率对动态压缩屈服强度有较大影响。     

7B52-T6叠层铝合金焊接接头组织及疲劳损伤行为

用熔化极气体保护焊获得7B52-T6叠层铝合金焊接接头,研究接头的力学性能、显微组织、疲劳损伤行为。结果表明:接头各区由于成分和经历热循环不同,组织、性能存在差异,热影响区发生再结晶和不完全结晶,熔合区有部分细晶区,焊缝中心为等轴晶组织。接头抗拉强度为246 MPa,试样断裂于焊缝区,接头显微硬度分布不均匀,从焊缝中心到母材,显微硬度整体上升,热影响区硬度波动大。接头S-N曲线为σ=533.655-66.247lg N,中值疲劳强度为116 MPa,疲劳裂纹起源于接头表面气孔和距表面0.1 mm的内部气孔处,疲劳扩展区平坦,瞬断区的断裂方式为准解理断裂。     

焊丝成分对6061-T6铝合金双脉冲MIG焊缝组织与性能的影响

用ER4043焊丝和ER5356焊丝对6061-T6薄板铝合金双脉冲MIG焊缝组织与性能进行研究。结果表明:用ER5356焊丝焊接时,6061-T6铝合金接头的屈服、抗拉强度及断后伸长率均高于以ER4043焊丝作为填充的焊接接头,前者的焊接系数为0.72,而后者仅为0.65;两者焊接接头的显微硬度均以焊缝为中心近似对称分布,最低值出现在接头热影响区中的淬火区,ER5356焊丝焊接时接头的硬度较ER4043焊丝高;以ER5356焊丝作为填充时,6061-T6铝合金的焊缝为细小的铸态组织,枝晶相对较细,而用ER4043焊丝焊接时,焊缝为粗大的铸态组织,且枝晶较发达,两者熔合区的近缝侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为细小的等轴晶组织。与原始母材相比,热影响区的晶粒产生一定程度的粗化。两者淬火区的晶粒内虽然都产生少量的二次相,但以ER5356焊丝作为填充时淬火区中的二次相较细小,且呈弥散分布。     

挤压态6082铝合金热加工图及显微组织研究

用Gleeble3500热模拟试验机对挤压态6082铝合金进行等温恒应变率压缩试验,变形温度为350～500℃,应变率为0.01～7.5 s-1,获得不同变形条件下的真应力-真应变曲线,建立本构方程和热加工图,并对不同条件下显微组织进行分析.结果表明:挤压态6082铝合金为正应变率敏感材料,该材料热变形软化机制主要为动态回复,热变形失稳主要是析出相聚集导致局部流变失稳,计算得到该合金的热变形激活能为175.17 kJ/mol,安全加工区主要分布在375～500℃,0.001～0.5 s-1,随应变增加安全加工区变化很小.     

Ti6321钛合金在Taylor杆冲击下的动态断裂微观组织观测

通过固溶处理获得近α型Ti6321钛合金的双态和魏氏组织,研究不同组织对材料在Taylor杆冲击条件下动态损伤和断裂行为的影响。利用Taylor杆对材料进行动态加载,弹体的撞击速度范围为146~228 m/s,结合光学显微镜、扫描电子显微镜和定量金相表征方法对其微观组织演化进行观察分析。结果表明：双态组织的Ti6321合金具有更好的抗冲击性能;双态组织和魏氏组织试样在加载后的显微组织均发生了明显变化,随着冲击加载速度的增加,双态组织的初生α晶粒尺寸由25.3 μm减小至16.7 μm,次生α相和β相在载荷作用下变形、碎化;对于魏氏组织钛合金,次生α相沿受力方向显著拉长;观察断口可以发现,两种组织试样的断口均可以分为光滑熔融区和韧窝区,两个区域之间的界限并不明显;两种组织试样均发生了绝热剪切破坏,相比于魏氏组织,双态组织Ti6321合金具有较低的绝热剪切敏感性。     

显微组织对Zn-Al合金绝热变形特性的影响

研究了Zn-Al合金在较高加载速率条件下的绝热变形特性。通过ZA8,ZA27和ZA35合金在Hopkinson测试系统上的冲击压缩试验和冲击剪切试验,建立了材料的热粘塑性本构方程,分析了高应变率条件下的局部塑性失稳过程,得到了塑性失稳准则,揭示了局部塑性失稳的高应变率敏感性本质。研究指出,在由面心立方结构a相和密排六方结构η相组成的Zn-Al合金的塑性变形中,局部塑性失稳具有明显的应变率敏感性,组织中η相分数越多,塑性变形中产生的局部不协调效应越强烈,局部失稳的应变率敏感性越高。     

TB2钛合金动态力学性能及绝热剪切敏感性研究

研究不同热处理制度对TB2钛合金的组织结构和动态力学性能的影响,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对圆柱形、帽型两种样品进行室温动态压缩实验,进一步研究不同的组织结构对TB2钛合金动态力学性能的影响。结果表明:相变点以上的固溶处理使TB2合金平均晶粒尺寸增大;而相变点以下的固溶时效处理使晶粒内部析出大量的α相,材料强度明显上升。室温动态压缩试验中,在不同应变率加载条件下,固溶时效的样品比固溶的样品屈服强度高,冲击吸收功高;而对于不同冲击速度条件下,固溶时效的样品不易于发生绝热剪切,承载能力强。     

铸造铝合金电子束改性的组织与性能研究

利用电子束技术对添加不同合金化元素的铸造铝合金试样表面进行电子束改性试验研究。就电子束改性前后材料的显微组织、硬度进行分析 ,并对改性层做了磨损试验 ,探讨了改性层的强化机理。结果表明 ,电子束改性使普通铸造铝合金表面组织更加细化 ,并在合金化时出现许多非平衡组织 ,显著提高耐磨性     

铝合金腐蚀疲劳行为研究

用轴向力加载疲劳测试法,研究35℃、质量分数为3.5%的NaCl溶液环境对6082-T6铝合金型材疲劳性能的影响。结果表明:与室温大气环境相比,合金疲劳强度降低34.9%,室温疲劳强度比为σ_0.1/Rm=54.1%,腐蚀环境下σ_0.1/Rm=35.2%。两种环境下裂纹均起于试样表面,腐蚀条件下裂纹起裂区呈沿晶断裂;Mg₂Si析出相沿晶界分布,Mg₂Si、α(Al)基体和单质Si粒子间电位差不同,将在局部形成微电池效应,晶界优先腐蚀,这是造成合金疲劳性能降低,产生沿晶疲劳断裂的主要原因。     

镁合金动态力学行为研究进展

概述国内外对多晶镁、单晶镁及镁合金在高应变率加载条件下的力学性能及其相应的塑性变形微观机制,说明动态加载条件下镁合金研究的重要性,阐明镁合金在动态力学特性研究领域的缺陷及微观变形机理研究领域的不足之处,指出在将来的研究中应该充分重视研究手段、研究方法以及在准静态研究领域值得借鉴的研究成果,同时展望研究方向的重点。     

TC4钛合金三种动态本构模型的对比分析

基于TC4合金的应变率和温度相关单轴应力-应变曲线试验数据,优化估计了Johnson-Cook、修正Zerilli-Arm-strong和Bammann黏塑性三种动态本构模型的材料参数,对比分析了三种本构模型对TC4单轴变形试验数据的描述能力。结果表明:在TC4变形试验参数范围内,Bammann黏塑性模型可以较好地描述TC4合金的应变率和温度相关变形行为;Johnson-Cook模型和修正Zerilli-Armstrong模型的单轴应力-应变曲线计算结果比较接近,但与试验数据的相关性相对较差,均不能如实反映TC4室温动态压缩试验的应变率敏感性。     

2A70-T6铝合金T型接头搅拌摩擦焊工艺研究

采用3种规格的搅拌头进行2A70-T6铝合金T型接头搅拌摩擦焊试验,并对焊缝横截面进行观察以及焊缝抗拉强度的测试。结果表明:焊缝中前进侧过渡区的金属变化急剧,拉长的晶粒成流线状分布,返回侧过渡区的金属变化缓和,由焊核区细小晶粒缓慢过渡至母材较大的晶粒;随着搅拌针根部直径的增加,焊核的宽度也增大;为了获得无缺陷的接头,焊接速度增大时,顶锻压力必须协同增大,随着顶锻压力的增大,焊缝的抗拉强度也增大。     

Er对7xxx系铝合金冲击变形及失效行为的影响

利用分离式霍普金森压杆(SPHB)试验系统,结合材料XRD物相分析和显微结构观察技术,对比研究微量添加Er对7xxx系铝合金显微组织和冲击变形及失效行为的影响。结果表明:微量添加Er阻碍了7xxx系合金中Al2ZnZr相的形成,形成单相固溶体,同时能细化晶粒,提高合金的强度和塑性,改变合金中剪切带斑图形貌;断裂模式由脆性断裂向韧性断裂转变。     

泡沫铝的动态压缩性能和吸能性研究

通过测量泡沫铝在动态和准静态压缩条件下的应力 -应变曲线 ,研究了泡沫铝的准静态和动态压缩行为以及不同应变条件下的吸能性 ,并对其应变率效应进行了分析。结果表明 ,在高应变速率和准静态压缩下 ,泡沫铝的σ -ε曲线均表现出弹性变形段、平缓段和密实段三阶段特征 ;泡沫铝的压缩性能具有明显的应变速率敏感性 ,随应变速率的提高 ,流动应力上升 ,吸能性升高     

冷却介质对搅拌摩擦焊接铝合金焊核区组织性能影响

分别在空气和循环水冷条件下对2024-T4铝合金板进行搅拌摩擦焊接,研究水冷介质对FSW接头焊核区组织性能的影响。结果表明,循环水冷具有明显的瞬时快冷作用,水冷介质下FSW可以显著细化晶粒,焊核区的平均晶粒尺寸达到700 nm。沉淀强化对焊核区显微硬度起到主要作用,细晶强化作用较弱。水冷介质减弱了FSW接头的热软化效应,细化晶粒,抑制析出相的聚集长大,从而改善接头的组织性能。     

2519铝合金及焊缝应力腐蚀性能研究

用美国ER2319焊丝,采用钨极氩弧焊接和搅拌摩擦焊接工艺焊接2519铝合金板材。对两种焊接工艺焊接的板材焊缝部位取样,用慢应变速率试验方法,研究2519铝合金板材及两种焊接工艺焊接的接头,在3.5%NaCl溶液中,1.58×10-6s-1的慢应变速率下的应力腐蚀特性。试验结果表明:2519铝合金板材及焊缝抗应力腐蚀性能较好;用钨极氩弧焊接工艺焊接的试样,在惰性气体中试样断在焊缝的熔合线附近;搅拌摩擦焊接工艺焊接试样,不论在惰性气体还是在3.5%NaCl溶液中,均断裂在焊缝部位。焊缝区的抗应力腐蚀性能好于板材。