结构铝锂合金

在苏联的合金1420已给工业上广泛应用铝锂合金奠定了基础。在1960～1965年,和发现了具有较大的热处理强化效应的Al-Li-Mg系的合金有很宽的浓度区 (见图     

2099铝锂合金挤压材的组织与力学性能

采用金相显微镜、扫描电镜、常温拉伸及断裂韧性测试等实验方法研究2099铝锂合金挤压材的组织和力学性能。结果表明:合金在T83时效处理中采用(121℃,14 h)一级时效和(181℃,30~66 h)二级时效时,其屈服强度随二级时效时间的延长而显著提高,二级时效时间为48和66 h时的屈服强度为445和491 MPa,抗拉强度为543和551 MPa,伸长率为5.7%和4.7%,合金弹性模量高达78.75 GPa,实测密度为2 517 kg/m3,具有极高的比强度和比刚度。在双级时效制度为(121℃,14 h)+(181℃,48 h)时,合金断裂韧性KIC值为22.87 MPa m1/2,断裂裂纹沿着细小再结晶组织、粗大不(难)溶第二相等组织缺陷扩展。     

2091铝锂合金的强化机制

综合评述了２０９１铝锂合金中可能存在的各种内强化机制。给出了它们对强度贡献的解析表达式；解释了２０９１合金比其他牌号铝锂合金具有更好的强韧性和塑性综合性能指标的原因。指出了提高综合力学性能指标的基本途径和方法。     

铝锂合金焊缝凝固组织特征

８０９０铝锂合金焊缝中存在的一种细小的等轴光滑晶，其形态和形成机制与等轴树枝晶不同，细等轴晶沿凝固停顿线生长，主要在熔合线附近形成，在焊缝内部呈带状分布。研究表明细等轴晶的形成要求特殊的化学成分（含Ｚｒ，Ｌｉ元素）和一定的凝固条件（小的成分过冷度），在细晶区由于晶界含较多的第二相，导致穿区该区的破坏呈现沿晶特征。     

铝锂合金钎焊接头断口组织与性能

采用金相显微镜、扫描电镜、硬度计等测量方法,观察分析了铝锂合金钎焊前后母材和钎焊接头的显微组织变化,通过分析测试钎焊接头的显微硬度和断口微区的化学成分,研究分析了钎焊接头强度的变化规律.结果表明,焊后母材中的强化相由质点转变为板条状;氮气保护条件下,钎焊接头未见气孔、夹杂、裂纹等缺陷,钎焊接头存在一定的扩散区,从而有效地提高了钎焊接头的强度;无氮气保护的条件下,钎焊接头有大量的缺陷存在,这些缺陷的存在严重影响了钎焊接头的强度.     

2091铝锂合金焊接接头的热处理强化

对２０９１铝锂合金接头弱化的原因进行了分析，研究了焊后热处理对２０９１合金接头强度的影响，提出了分级固溶时效处理化铝锂合金焊接接头的新方法。研究表明对铝锂合金接头进行分级固溶时效处理，可以有效提高强度，改善塑性。     

微量Sc对2195铝锂合金应变时效态的显微组织和力学性能的影响

采用拉伸试验机、光学金相显微镜、透射电镜、扫描电镜等设备研究了添加微量Sc对2195铝锂合金应变时效态的显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：微量Sc加入后能生成细小弥散Al3(Sc，Zr)质点，起到抑制再结晶的作用；微量Sc的加入既促使合金晶内析出的T1相分布更弥散均匀，又能使亚晶界和晶界上析出的T1相变得细小，几乎不出现明显的晶界无析出带，因而可在不降低合金强度的前提下有效地改善其塑性。     

2091铝锂合金的电致超塑性

研究了脉冲电流对冷轧态及再结晶态2091铝锂合金超塑性的影响。拉伸试验表明,脉冲电流使再结晶试样延伸率由δ_(max)=290%提高至δ_(max)=390%,使冷轧态试样超塑变形最佳应变速度由(?)_(opt)=5.0×10~(-3)s~(-1)提高至(?)_(opt)=8.33×10~(-3)s~(-1)(δ_(max)值不变)。力学行为研究表明脉冲电流提高趋塑变形的应力应变速度敏感指数(再结晶态),并把 m_(max)值移至高速区(冷轧态)。脉冲电流提高高应变速度下的 m 值是由于均匀分布的溶质原子增大了应力对应变速度的敏感性。     

5A90铝锂合金电阻点焊接头力学性能与组织分析

采用三相次级整流电阻焊机对5A90铝锂合金进行电阻点焊试验,通过力学拉伸和金相观察研究了点焊参数对接头力学性能和接头显微组织形貌的影响. 结果表明,接头拉剪力随着焊接电流、焊接时间以及电极压力的增大呈先增大后减小的趋势,当焊接电流为45.5 kA,焊接时间为4周,电极压力为8.55 kN时,拉剪力达到最大值为7.7 kN. 接头组织分为等轴晶区、柱状晶区、细晶区以及热影响区. Li,Mg元素的存在降低了熔池异质形核的难度,促进晶粒的细化. 电极水冷和电磁搅拌的作用可以促进晶粒的细化和等轴晶的形成,减少合金元素向晶界偏析倾向.     

铝锂合金管材热挤压变形特性

研究了２０９１铝锂合金的管材热挤压有时的回复与再结晶，挤压变形参数与挤压后亚晶尺寸间的关系，结果表明，铝锂合金热挤压时的主要恢复机制为动态回复和动态再结晶，但动态再结晶需在一定条件下才能激活，温度是决定亚晶大小的最敏感参数，线性发表明，温度补偿应变速率Ｚ和亚晶尺寸ｄ之间满足Ｈａｌｌ－Ｐｅｔｃｈ关系。     

Zn对2195铝锂合金显微组织和拉伸性能的影响

研究了Zn对2195铝锂合金在不同热处理状态(T8，T6)下的显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：Zn的存在明显促进了T1相的析出和弥散分布，而且有球形颗粒状含Zn相析出，使合金强度提高：但Zn的加入不改变2195合金的断裂机制，且使合金塑性略有下降。     

时效处理对新型铝锂合金组织及力学性能的影响

利用TEM、室温拉伸等手段研究了不同时效处理制度对某新型第三代铝锂合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：时效温度和时间对合金硬度、拉伸强度有明显影响。该铝锂合金时效的主要强化相是球状面心立方δ′相和密排六方T₁相。其中δ′相是自然时效主要强化相,随着温度升高和时间延长,δ′相逐渐溶解并开始析出大量针状T₁相,使合金硬度和强度显著提高,在170 ℃时效12 h强度即可达到峰值。     

热机械加工对2099铝锂合金挤压材组织与抗腐蚀性能的影响

采用金相组织观察、XRD分析、硬度和导电率测试等手段,研究了热机械加工(Thermo-Mechanical Processing, TMP)对2099铝锂合金挤压材组织、硬度、导电率、晶间腐蚀及剥落腐蚀性能的影响。结果表明：与经T83 (540 ℃/2 h固溶、3%预压缩、121 ℃/14 h + 181 ℃/48 h时效)热处理的2099铝锂合金挤压材相比,经TMP(540 ℃/2 h固溶、400 ℃/48 h过时效、约50%大应变变形、540 ℃/2 h再结晶/固溶)+(121 ℃/14 h + 181 ℃/48 h时效)处理的2099铝锂合金挤压材发生了明显的再结晶,硬度（HV）降低(从2006.2 MPa到1865.3 MPa),位错强化亦降低,但导电率和抗晶间腐蚀性能明显提高,同时抗剥落腐蚀性能也有所提高。结果表明,热机械加工是不显著降低2099铝锂合金挤压材硬度,但显著提高其抗晶间腐蚀性能的有效途径     

稀土元素对铝锂合金凝固组织影响的研究

研究了在铝-锂-铜-镁-锆合金中添加微量稀土元素对其凝固组织的影响.试验结果表明,稀土元素可以细化晶粒,显著减小二次枝晶臂间距,抑制合金元素的微观偏析,改善有害杂质铁的分布.     

脉冲电流对2091铝锂合金再结晶动力学的影响

研究了脉冲电流对２０９１铝锂合金再结晶动力学的影响。金相观察结果表明,脉冲电流加速再结晶,并减小完全再结晶晶粒尺寸。透射电镜观察表明,通电试样在保温１５ｍｉｎ的组织为几乎无晶内位错的再结晶组织,而未通电试样却是混乱位错的亚结构,研究表明,脉冲电流提高再结晶形核率和降低再结晶长大速率而减小完全再结晶晶粒尺寸。     

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%。     

2197铝-锂合金的组织和性能

通过力学性能测试和显微组织观察研究了2197合金组织和性能之间的关系.结果表明:2197合金具有中等强度、各向异性小、热稳定性好等特点;该合金在T8状态下能获得最佳的强度和塑性配合,在T6时效状态以析出少量δ'、θ'和T1相联合强化为主;在2197合金的相组成中T1相析出数量不占主导地位,Al6Mn弥散质点的析出有利于减少各向异性;2197合金中Li含量较低,使其呈现较好的热稳定性.     

5A90铝锂合金激光焊焊缝微观组织特征

采用Nd:YAG激光焊进行了5A90铝锂合金薄板的对接试验,测试了接头横截面不同位置沿水平方向的显微硬度.利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了焊缝金属不同位置的显微组织变化.结果表明,焊缝区不同位置的显微硬度低于母材;焊缝熔合线附近出现了等轴晶粒细晶区(EQZ);5A90合金主要的析出强化相是δ’相,在焊缝金属不同位置都有LI2超点阵衍射斑点的出现,证实焊缝中有δ’相析出,但数量很少,这解释了焊缝显微硬度降低的原因.