LD10锻造铝合金残余应力的剥层法实验研究

[摘要]采用逐层切除法测定LD10锻造铝合金试件内的残余应力大小及分布规律。测量了铝合金试件上不同点处残余应力大小及其沿深度方向的变化,较为全面的获得了残余应力的分布规律,比较了其分布特点。结果表明：LD10锻造铝合金内部的残余应力分布较为复杂,在不同部位其分布规律存在较大差异。在材料中心部位所受残余应力为外拉内压,在靠近边缘处部位所受残余应力为外压内拉。     

X射线法测量淬火铝合金厚板表面残余应力

采用无损X射线衍射技术测试了7075铝合金厚板淬火后表面残余应力水平与分布,得到了淬火铝合金厚板表面残余应力的分布区间和一般规律,分析了准直管对测试结果的影响,并与中心钻孔法得到的结果做了比较。结果表明,两种方法都能有效并正确测量构件的表面残余应力,但中心钻孔法不适合用于应力梯度大的场合,而X射线法在无应力或原始应力水平很低的场合效果欠佳。淬火铝板表面残余应力的测试结果呈正态分布,且淬火过程中边缘局部有应力释放,释放值可达40%,且此区域大小约为铝板的一个厚度。     

辉光放电发射光谱法材料表面逐层分析

正本单位专业从事材料分析测试,拥有一大批先进进口仪器和专业的技术团队,可对各种材料(有机高分子材料、金属材料、有机溶剂等)进行定性定量分析与性能测试。其中辉光放电发射光谱仪,可对样品进行表面剖析,逐层检测材料表面不同层面上的化学成分以及材料表面覆盖层厚度,     

铝合金薄壁构件应力继承机制与分布特征研究

为获得厚板-薄壁构件成形过程中应力演变对变形的影响规律,运用铣削加工有限元应力仿真和实验应力测试技术,研究了厚板到薄壁构件阶段应力演变的规律,阐述了应力分布特征.结果表明:薄壁件应力特征分为两部分,一部分以构件变形机制驱动的继承了原有应力分布特征的底部应力场,另一部分则是可进行变形控制的对原有应力分布兼有继承和释放效果的薄壁应力场;加工应力固然影响构件变形,但初始应力和构件形状分布对其影响更显著,并在此基础上提出了薄壁构件变形的控制策略.     

辉光放电发射光谱法材料表面逐层分析

正本单位专业从事材料分析测试,拥有一大批先进进口仪器和专业的技术团队,可对各种材料(有机高分子材料、金属材料、有机溶剂等)进行定性定量分析与性能测试。其中辉光放电发射光谱仪,可对样品进行表面剖析,逐层检测材料表面不同层面上的化学成分以及材料表面覆盖层厚度,可快速检测材料表面或基体中的大部分金属元素与C、N、O、P等非金属元素,检测厚度范围从几十纳米到100多微米。本中心在真空镀膜检测领域     

7050铝合金激光冲击强化形貌光学表征与表面残余应力分布的研究

本研究涉及7050铝合金激光冲击强化形貌的定量光学表征和表面残余应力分布的测定。研究表明，随着激光脉冲能量的增加，冲击凹陷深度与冲击区表面粗糙度均有所增加；冲击区径向残余应力的分布与横截面凹陷深度的分布相似。冲击区径向残余应力分布与激光冲击产生的弹一塑性波分布有关；弹一塑性波产生的塑性变形越大，残余应力也越大。较大的激光脉冲能量可产生中心对称的塑性变形和相应的残余应力分布。     

高强铝合金的应力腐蚀测试方法综述与评价

综述了高强铝合金应力腐蚀的各种测试方法及其原理与应用情况,通过分析与评价各应力腐蚀性能测试方法的优缺点,可以看出,用单一方法评价铝合金的应力腐蚀性能及其机制是有局限性的,需要通过多种方法的相互印证进行综合分析.     

7050和7075铝合金板材的淬火残余应力

铝合金板材的残余应力主要产生于淬火过程中,而残余应力是导致航空航天用铝合金板材机加工变形的主要原因。采用X射线衍射法、超声波法和盲孔法分别对7050铝合金板材水浸淬火试样的残余应力进行了测试,并对3种方法的测试结果进行了对比和分析;采用超声波法对7075铝合金板材喷淋淬火试样的残余应力进行了测试。结果表明:超声波法测得的7050铝合金板材水浸淬火试样的残余应力分布规律与X射线衍射法和盲孔法测得的具有较好的一致性,板材近表层处的残余应力随着测试深度的增加而减小;7075铝合金板材喷淋淬火试样的残余应力随着辊速和喷水量的增大而增大。     

辉光放电发射光谱法材料表面逐层分析

本单位专业从事材料分析测试,拥有一大批先进进口仪器和专业的技术团队,可对各种材料(有机高分子材料、金属材料、有机溶剂等)进行定性定量分析与性能测试。     

喷砂强化对铝合金薄壁框架件形状的影响及应用

铝合金薄壁框架件铣削加工后会有不同程度的变形,表面喷砂强化既可以提高构件的机械性能,也可以对铣削加工后构件的变形进行矫正,这对构件的变形控制和形状稳定性都具有积极作用.本文针对薄壁件形状特点(壁厚2 mm),分别对构件底部和薄壁进行喷砂处理,并通过X-ray表面应力测试、表面硬度和变形测试,对喷砂后构件的变形状况进行分析.研究发现,改变喷砂粒度、空气压力和表面全喷覆次数,对材料表面应力进行调节,可使铣削加工后构件的变形得以调整,一定条件下,其变形矫直率达85%以上.分析认为,薄壁件形状特点与初始内应力水平使得表面应力在薄壁框架件变形中发挥了主要作用.因而,可以在不同位置采用差异化喷砂工艺,对材料表面应力分布进行针对性调节,使喷砂件的形变达到预期要求,最终通过喷砂表面强化实现对薄壁构件变形的调控.     

动态应变时效对5083铝合金强度的影响

研究了不同应变速率对5083铝合金组织性能的影响。结果表明,随着应变速率的提高,合金强度呈下降趋势,在一定量的塑性变形之后,应力应变曲线出现锯齿状屈服行为。在快应变速率区间,应力锯齿方向朝上;在慢应变速率区间,应力锯齿方向朝下。分析认为,应变速率的降低带来的应力升高主要是由于位错与溶质原子的交互作用导致的,向上的应力锯齿对应于位错钉扎的过程,向下的应力锯齿对应于位错脱钉的过程。     

Ni3Al基合金及其复合材料抗磨粒磨损行为研究

研究了一种以Ni3Al为基的复合材料，通过引入WC硬质点来改善材料的抗磨性，并将该材料与Ni3Al基合金和45＃淬火钢的磨粒磨损行为进行对比研究，结果表明，WC／Ni3Al基复合材料具有良好的抗磨粒磨损性能，其抗磨性是45＃淬火钢的3．34倍，是一种极具潜力的高温抗磨材料。     

基于传递矩阵的钻孔应变法测量薄板残余应力

针对ASTME837标准中钻孔应变法测量薄板工件残余应力计算精度低、计算过程复杂的现状,引入弹性力学应变传递矩阵,根据应力叠加原理推导出残余应力与测量应变关系的解析表达式,进而实验研究采用应变传递矩阵计算残余应力的精度.结果表明:与标定值相比,采用传递矩阵计算的残余应力相对误差绝对值均值小于2％,采用ASTM E837...     

Simulation,analysis and validation of residual stresses on LY2 aluminium alloy by laser shock processing with elliptical spot

Abstract

The effects of laser shock processing on the residual stresses of the LY2 aluminium alloy samples with elliptical spot (long axis length, 12 mm; short axis length, 3 mm) were experimentally investigated, and the effects of the overlapping rate on the residual stresses were simulated using the Abaqus software. The simulated residual stresses were basically in agreement with the measured data, and the relationship between the magnitude and uniformity of residual stress and the overlapping rate was also addressed. Results show that the largest stress magnitudes are located on the top surface of the sample, and the greatest uniformity is achieved by the overlapping of elliptical laser spots. The overlapping rate is critical for the uniformity of the residual stress across the surface. Within a certain impact number range of one to four times, increasing the shocked number can increase the magnitude of residual stress near the surface but not effectively increase the plastically affected depth.     

铝基非晶合金的制备、性能与应用研究进展

铝基非晶合金因其独特的物理和化学性能在诸多领域具有广泛的应用前景,综述了铝基非晶合金的成分体系、制备方法、性能特点及应用研究进展。首先,介绍了铝基非晶合金的发展历史和成分体系,目前铝基非晶主要分为3大体系：二元、三元和多元体系,以及综合性能和形成能力2大方面,多元体系表现更佳,并逐渐向更多元化发展;其次,系统介绍了铝基非晶合金的制备方法,包括粉末状、薄带状、块体样品的制备,相较于非晶薄带的制备,块体和粉状的制备方法较为丰富,而粉状非晶通常作为铝基非晶涂层的预制材料;随后,详细介绍了铝基非晶合金的性能特点、应用现状及发展趋势,从性能上来看,铝基非晶在强度和硬度以及耐腐蚀性能上表现良好,目前主要以涂层的形式参与应用,除此之外,研究者们也开始对磁性和热塑性展开研究,由于玻璃形成能力的限制,作为结构材料的应用较少;最后,对其未来应用前景进行了展望,认为涂层是目前铝基非晶合金最具应用前景的工程化方式。     

Application of Response Surface Methodology in Describing the Residual Stress Distribution in CO2 Laser Welding of AISI304

Abstract:  Laser welding is a low-distortion welding process. Despite this advantage some detrimental residual stresses are still introduced during the process, which reduce the service life of the welded component. Therefore, it is important to estimate the magnitude and distribution of the residual stress. This study aims to create mathematical models to determine the relationship between laser welding parameters and the magnitude of the residual stress at different locations by using response surface methodology. In this study, the process input parameters are laser power, travel speed and focal point position. Laser butt-welding of AISI304 plates joints were investigated using a 1.5 kW continuous wave CO₂ Rofin laser as a welding source. Incremental hole-drilling method was employed to measure the magnitude and the distribution of the maximum residual stress. The experiment was developed using a three-factor, five-level central composite design with full replication. Analysis of variance and other adequacy measures were employed to check the adequacy of the developed models using the statistical package Design-Expert. Twenty-one models were developed to demonstrate the magnitude and distribution of the residual stress. The main effect of each factor and the interaction effect with other factors were determined quantitatively and presented graphically.     

直径对玻璃包覆非晶合金微丝磁性的影响

采用Taylor-Ulitovsky方法制备了直径分别在6.3～28.0μm、20.2～28.0μm和14.0～35.2μm之间的玻璃包覆非晶态FeCuNbVSiB、FeBSiCMn和CoNiFeSiB微丝。通过X射线衍射、扫描电镜、振动样品磁强计分别测试了玻璃包覆微丝的组织结构、微观形貌和磁性,研究了不同成分玻璃包覆磁性合金微丝的玻璃包覆层厚度、合金芯直径对微丝磁性能的影响。结果表明了,玻璃包覆磁性合金微丝的磁性能的影响因素由大到小依次为：饱和磁致伸缩系数、微丝成分和微丝尺寸。轴向磁化时随着微丝直径及玻璃包覆层厚度的增大,3 种微丝的径向饱和场强度降低,FeCuNbVSiB和FeBSiCMn微丝的轴向矫顽力先分别由508 A/m和390 A/m降低到486 A/m和278 A/m后再升高到2570 A/m和342 A/m,CoNiFeSiB微丝的轴向矫顽力由171 A/m降低到63 A/m。     

硬铝合金半球形零件的渐进成形工艺研究

目的 研究冲压胀形工艺与渐进成形工艺成形半球形零件的区别。方法 使用两种热处理状态的硬铝合金,AA2024-O和AA2024-T4,分别用冲压胀形工艺和渐进成形工艺成形半球形零件。结果 相比较渐进成形零件而言,使用冲压胀形工艺得出的半球形零件的壁厚相对均匀,变形程度可以达到更大;在相同的试验条件下,AA2024-O的成形性能远高于AA2024-T4的成形性能;在本实验所研究的参数范围内,下压量越小,成形高度越大,对AA2024-O进给速率越快,成形高度越大;而对AA2024-T4进给速率越慢,成形高度越大;对于胀形零件,材料在胀形过程中处于双向拉伸应变状态,而渐进成形零件在成形过程中处于平面应变状态;胀形零件的最大应变和最大减薄处是半球的中心,而渐进成形零件的最大应变和最大减薄处是半球的边缘。结论 胀形零件的危险截面在半球的中心,渐进成形零件的危险截面在半球的边缘。     

Cu含量对铝基结合剂及其金刚石工具性能的影响

以Al-Cu-Mg-Ti-Cr混合金属粉末为结合剂,利用热压烧结法制备金刚石工具,研究了Cu含量对铝基结合剂及其工具性能的影响。结果表明:随着Cu含量增加,结合剂烧结体的抗弯强度和相对密度先增大后减小,而硬度呈现逐渐增大的趋势。Cu粉的加入可以促进Al2CuMg强化相和Al3Ti、Al2Cr弥散相的形成,细化烧结体晶粒,阻碍晶粒位错运动,从而提高烧结体的力学性能。当Cu的质量分数为4.5%时,烧结体的综合力学性能最优,抗弯强度和硬度分别为334 MPa和98HRB,相对密度达到98.94%。此时,铝基结合剂对金刚石的包镶能力较好,金刚石工具试样强度损失率达到最低,为12.8%,磨削比提高9.7%,被磨削工件表面粗糙度达到0.092μm。