预拉伸对喷射成形2195铝锂合金时效后组织和力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验等研究了喷射成形2195铝锂合金经不同工艺热处理后的显微组织和力学性能.结果表明:与未经预拉伸处理的合金相比,合金经4％预拉伸及时效处理后,析出相发生明显变化,时效强化析出相主要为T1(Al2CuLi)、θ'(Al2Cu)和δ'(Al3Li),并呈细小弥散分布,σ(A...     

时效制度对2195铝锂合金组织和力学性能的影响

采用硬度测试、拉伸实验和透射电镜等方法分析不同时效制度下2195铝锂合金组织与力学性能的变化。结果表明,单级时效的峰时效制度为160℃ × 56h和 190℃ × 16h,峰值抗拉强度分别为565MPa、541MPa,延伸率分别为6.3%和7.1%。双级峰时效190℃ × 4h + 160℃ × 32h的抗拉强度和延伸率均优于单级峰时效,分别为588MPa和13.5%。双级时效合金基体中细长T₁相及密集区对强度提升有重要作用,较窄的晶界无沉淀析出带和晶内胞状区域是合金塑性显著改善的主要因素。采用190℃ × 4h + 160℃ × 32h的双级时效制度可获得比单级时效更优异的综合力学性能。     

不同时效制度对铝锂合金力学性能与微观组织的影响

本文采用TEM、SEM、EBSD和室温拉伸测试等方法,研究了时效温度及预拉伸过程对喷射成形2195铝锂合金挤压棒组织性能的影响规律。结果表明：当时效温度低于145℃时,2195铝锂合金T6状态下基体微观组织中主要形成GP区+θ?/θ’相,而T8状态下基体微观组织中主要形成T1+θ’相,且T8状态下合金的晶界无析出带宽度相对T6状态显著降低。当时效温度增加至155℃时,2195铝锂合金T6状态下基体微观组织发生显著变化,逐渐由GP区+θ?/θ’相向T1+θ?/θ’相转变,并伴随θ?/θ’相数量的减少,而T8状态下基体微观组织由T1+θ?/θ’相转变为以T1相为主导的微观组织。3%的预拉伸增加了基体中的位错密度,可作为T1相优先形核位置,导致相同时效温度下,T8态合金的屈服强度明显高于T6态合金,但对抗拉强度的影响不明显,这是沉淀强化效果优于加工硬化效果导致的。T6状态下(165℃, 24 h)时效处理获得最佳的强塑性(抗拉强度584 MPa,屈服强度526 MPa,断后伸长率11.5%),而T8状态下3%预拉伸+(155℃, 24 h)时效获得最佳的强塑性匹配(抗拉强度622 MPa,屈...     

时效和预变形对2195铝锂合金组织与性能的影响

利用透射电镜、拉伸试验等手段,研究了时效温度、时效时间和预变形量对2195铝锂合金显微组织和力学性能的影响,优化了铝锂合金的时效处理工艺。结果表明：T6态和T8态铝锂合金的硬度均会随着时效时间的延长先增加后减小,经过预变形处理后铝锂合金的峰值硬度对应的时效时间缩短;随着时效时间的延长,T6态和T8态铝锂合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率的变化趋势相同,经过预变形处理的T8态(预变形量5%+175℃/36 h)铝锂合金的峰值抗拉强度、峰值屈服强度和对应断后伸长率较T6态(175℃/48h)铝锂合金分别增加了11.58%、22.97%和17.78%。T6态和T8态铝锂合金中均存在颗粒状δ′相、针状θ′相、类球形δ′/β′复合相和针状T₁相,且后者的T₁相更加细小、数量更多、分布更加均匀。2195铝锂合金适宜的时效工艺和预变形量为175℃/36 h+5%。     

2195铝锂合金时效析出行为与强化机理

采用透射电子显微镜、单向拉伸力学性能测试和扫描电子显微镜等方法研究了2195铝锂合金在不同形变热处理下时效析出行为,并阐明了析出相强化机理。结果表明：不同形变热处理下2195铝锂合金中主要强化相均为T₁相,但是其尺寸、分布、数量密度和晶界形貌有差异。预应变可显著提高T₁相的形核率并加速其长大过程。时效温度越高,T₁相的形核率越低,但长大速度越快。形变热处理后的微观组织可显著提高2195铝锂合金的力学性能,T871态(固溶处理+7%预应变+(120℃、4 h)+(160℃、24 h))的屈服强度为(541±10) MPa,抗拉强度为(606±9) MPa,伸长率为(11±1)%。位错在T₁相多处沿着垂直于直径方向剪切,有效阻止了微观尺度上的塑性局部化。     

时效处理对挤压成型2195铝锂合金组织和力学性能的影响

研究了热处理对挤压态2195铝锂合金组织和力学性能的影响。结果表明,固溶处理和人工时效处理对挤压合金的力学性能有显著的增强作用,这与析出相的类型、尺寸、数量密度和分布有关。2195铝锂合金在时效过程中的析出顺序为过饱和固溶体(SSSS)→GP区+δ′/β′(Al₃(Li,Zr))→δ′+θ′(Al₂Cu) +T₁ (Al₂CuLi)→θ′+T₁;其中T₁相在析出强化中起主导作用。2195铝锂合金经过525 ℃×60 min固溶后在170 ℃人工时效的峰时效时间是36 h,此时抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为579 MPa、537 MPa和5.5%。     

低温下分级时效对2195铝锂合金组织和性能的影响

本文研究了2195铝锂合金经低温预时效处理后力学性能与试验温度的关系及其相应的微观组织的变化特点。结果表明：低温下，单级时效展开后，合金的过时效现象不明显。经预时效后，峰值时间提前，在t=24h时达到峰值，σb为674．9MPa，σ0.2为594．2MPa，延伸率约为9％。在低温下，分级时效的屈服强度较单级优势明显，在同时效时间下强度提高20％左右、塑性相差不大。     

低温下预变形对2195铝锂合金组织和性能的影响

通过拉伸试验、扫描电镜观察，研究了2195铝锂合金经预变形和时效处理后力学性能与试验温度的关系及其相应的微观组织的变化特点。结果表明：2195铝锂合金在低温下的力学性能有显著提高，在峰时效时，低温的拉伸性能上升了120MPa，同时延伸率略有上升，且规律性更强；相同时效制度下，随变形量的增加，抗拉强度有明显提高，延伸率先增加然后缓慢下降，但仍保持在较高水准。从综合力学性能考虑变形量控制在6％～12％的较为适宜。     

不同成形状态2195铝锂合金GTAW焊接头的组织与性能

采用喷射沉积2195铝锂合金旋态和锻态材料进行了GTAW对接焊,检测了接头抗拉强度和维氏硬度,观察了接头金相组织及断口形貌,对接头各区域进行了EBSD表征和微观特征量的统计分析,讨论了接头微观组织与力学性能的相关性.结果表明,旋、锻态材料具有良好的GTAW工艺性,接头抗拉强度达到了各自母材的71％和68％,断后伸长率达...     

固溶处理对喷射成形1420铝锂合金组织和性能的影响

对喷射成形挤压态的1420铝锂合金进行不同温度、不同时间的固溶处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和电子万能试验机对合金的显微组织和力学性能进行分析。结果表明:挤压态合金中分布着大量Al₃Li、AlLi粒子。经450 ℃×0.5 h固溶处理后可获得细小的组织和良好的综合力学性能;第二相颗粒基本溶入合金基体中,抗拉强度为377.47 MPa,伸长率为17.3%,晶粒平均尺寸为2.91 μm;合金的断裂方式为韧性断裂。随着固溶温度、时间的增加,裂纹起源于合金缺陷处,以穿晶的方式扩展。     

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。     

2195铝锂合金超声TIG焊的组织与性能分析

采用了普通TIG焊和超声复合TIG焊对2 mm厚度的2195铝锂合金进行了平板对接焊,并对两种焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究. 结果表明,由于超声的作用效果,超声TIG焊的焊缝具有更加致密的组织,熔合区附近的等轴细晶区区域较宽;拉伸性能测试表明,超声TIG焊接头具有较高的拉伸性能,接头强度系数比普通TIG焊提高6.7%,断后伸长率提高1.36%,拉伸接头均断裂在热影响区硬脆的晶界相内,显微硬度测试表明超声TIG焊接头受热影响软化区域较窄.     

工艺参数对2195铝锂合金搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

文中采用不同搅拌摩擦焊工艺对2195铝锂合金的可焊性进行了研究.结果表明,接头抗拉强度随旋转频率的提高先增后减,随焊接速度的提高先增后减.当旋转频率为600 r/min、焊接速度为200 mm/min时,接头抗拉强度最高,为432.8 MPa,是母材强度的77.3%.接头区域的硬度低于母材.热影响区内临近HAZ/TMAZ界面的区域是整个接头中软化程度最大的区域.根据热输入的变化,断裂方式可以分为两种:模式1:断裂发生在热影响区,呈现塑性断裂特征,断口特征为等轴韧窝;模式2:断裂发生在焊核区,断裂方式为韧-脆混合型断裂.     

固溶处理及预拉伸变形对2197铝锂合金组织与性能的影响

通过金相、扫描电镜、拉伸和断裂韧性试验等分析测试手段,研究了固溶处理温度及预拉伸变形量对2197铝锂合金板材组织和性能的影响。结果表明,2197铝锂合金在490～580℃温度范围内固溶再时效后,其强度随固溶处理温度的升高先增大后减小,强度峰值出现在540℃。当固溶处理温度高于565℃时,合金出现了再结晶现象。但是,合金在490～580℃固溶处理过程中均未出现明显的过烧现象。固溶处理后进行预拉伸变形可以有效提高合金的强度。综合考虑合金的强韧匹配,2197合金板材较优的固溶和预拉伸变形量分别为540℃×1.5 h和2%～5%。     

2195-T8铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能

对8 mm厚度2195铝锂合金进行了搅拌摩擦焊平板对接焊试验,利用光学显微镜和扫描电镜观察分析了焊接接头的显微组织和断口形貌特征,并对接头常温、低温拉伸性能和显微硬度进行了测试。结果表明,接头整体上宽下窄,呈V字形,由焊核区、热力影响区、热影响区和轴肩影响区组成;-196 ℃条件下,接头抗拉强度及断后伸长率分别达到母材的71.8%,53.8%;焊件的硬度分布形貌均呈W状,其中焊核区微观硬度最高,热影响区微观硬度最低;接头断裂位置均位于热影响区附近,断裂特征属于典型的韧性断裂。     

喷射沉积2195铝锂合金轧制板材晶粒组织及性能控制研究

研究了喷射沉积制备2195铝锂合金锭坯挤压板坯经不同终轧温度热轧至6mm厚度板材,以及经不同中间退火后再冷轧至6mm厚度板材固溶后的晶粒组织。结果表明,终轧温度290℃时,热轧板固溶后表层为粗大再结晶晶粒,而中心层为细长纤维状晶粒;终轧温度降低至220℃时,虽然表层再结晶晶粒尺寸减小,但中心层转变为尺寸粗大的长条状再结晶晶粒。板材中尺寸1μm以上的富Cu第二相粒子数量随中间退火(空冷)温度的增加(从330℃提高至450℃)而增加;冷轧固溶后表层等轴状再结晶晶粒尺寸增加,而中心层晶粒逐渐由粗大长条状再结晶晶粒转变为细小等轴状再结晶晶粒。适当温度中间退火、随炉冷却并冷轧、固溶后表层和中心层全部为细小等轴状再结晶晶粒。优化中间退火后的冷轧板材T8时效态强度最高,而终轧温度220℃的热轧板材T8时效态强度最低。