热处理对7×××系铝合金组织及性能影响的研究进展

归纳了7×××系高强铝合金的热处理工艺,分别描述和分析了均匀化、固溶处理、淬火和时效前沿的热处理工艺对7×××系铝合金微观组织和性能的影响以及强化机理,并评述了针对一些具体牌号的7×××铝合金在不同热处理条件下组织相的转变以及性能(强度、延伸率、抗SCC等),分析了热处理强化机理方面研究的不足以及实际应用中存在的问题,提出了未来热处理工艺研究重点和方向.     

6×××系铝合金微合金化的研究进展

6×××系(Al-Mg-Si)铝合金作为综合性能良好的中强铝合金,在航天工业和民用等领域具有广阔的应用前景,微合金化是提高铝合金性能的有效途径,也是研制新型铝合金的重要手段,是国内外铝合金研究的热点之一。综述了6×××系铝合金中元素Mg、Si、Cu、Mn、Sr、Zr、Sc等的作用,探讨了该系铝合金目前存在的问题和发展方向,指出了寻求廉价且有效的微合金化元素、进一步探明微合金化作用机理和复合微合金化是今后研究的主要方向。     

激光选区熔化成形含锆7×××系铝合金的显微组织与力学性能

热裂问题是激光选区熔化成形(SLM)7× × ×系铝合金面临的主要障碍之一.通过低能球磨工艺制备ZrH2/7075复合粉末,采用激光选区熔化技术制备含锆7×××系铝合金材料,分析了不同ZrH2添加量(0.5％,1.0％,1.5％,质量分数,下同)对试样显微组织和力学性能的影响规律.结果表明:随着ZrH2含量的增加,SLM试样的柱状晶组织逐渐消失,热裂纹逐渐减少,当ZrH2含量为1.5％时,试样显微组织完全转变为细小等轴晶(平均晶粒尺寸为1.6μm),热裂纹完全消除.ZrH2在SLM成形过程中与铝熔体原位反应形成L12型Al3 Zr相,L12型Al3 Zr相的异质形核作用促进了柱状晶到等轴晶的转变,抑制了热裂纹的产生.经T6热处理后,试样抗拉强度为(550±10)MPa,屈服强度为(490±5)MPa,伸长率为(12±1)％,断口处存在大量韧窝,表现为韧性断裂.     

Fe和Si杂质元素对7×××系高强航空铝合金组织及性能的影响

综述了Fe、Si杂质元素对7×××系高强航空铝合金的微观组织及力学性能的影响。Fe、Si主要是以粗大难溶杂质相形式存在。形成含Fe杂质相的种类较多,在含Cu量较高的合金中主要是形成Al7Cu2Fe相;形成含Si杂质相主要是Mg2Si相。Fe、Si杂质元素含量增加对合金强度的影响不大,但形成的富Fe、富Si粗大难溶杂质相含量的增加明显降低合金的塑性、断裂韧性和抗应力腐蚀性能。降低Fe、Si杂质元素含量是发展高综合性能航空铝合金的重要方向。     

铝合金塑性成形粗晶现象的研究进展

铝合金经过热塑性变形或者塑性变形+热处理后,可能发生晶粒异常长大而形成粗晶。粗晶会大幅降低构件的力学性能、耐腐蚀性能和抗疲劳性能,因此必须得到有效控制。对铝合金塑性成形粗晶的研究主要集中在2×××、6×××、7×××系热处理可强化型铝合金以及5×××系热处理不可强化型铝合金,研究内容已经覆盖塑性成形工艺、热处理制度、微观组织演变、数值仿真模拟等方面。为了明晰铝合金塑性成形构件粗晶现象的研究现状,为相关研究提供参考,对铝合金塑性成形粗晶现象的研究进展进行了梳理。首先,分析了材料成分、变形温度、变形速度、固溶温度、固溶时间和模具结构对晶粒异常长大的影响;其次,从晶粒取向分布、应变诱导储能和第二相钉扎作用的角度总结了晶粒异常长大的机理;再次,归纳了包括改变坯料初始状态、合理的锻造技术和中间形变热处理等有效抑制粗晶产生的方法;最后对未来的研究方向进行了展望。     

7×××系空心铝型材挤压横向焊缝的研究

目前高速列车的承载结构主要采用7×××系铝合金挤压型材。在铝型材连续挤压生产过程中,2根相邻挤压坯料间的界面会在型材内部形成横向焊缝,而横向焊缝将导致型材性能下降,需要对包含横向焊缝区域的型材进行切除,显著降低了产品的成品率。由于7×××系铝合金硬度较高,材料流动性能较差,所以型材中横向焊缝的延伸长度会大大增加,特别是空心型材中横向焊缝延伸长度增加更为明显,严重影响了产品成品率,因此,开展对7×××系空心铝型材挤压横向焊缝的相关研究具有非常重要的工程意义。回顾了国内外挤压横向焊缝的研究现状,指出了目前该方面研究尚存在的问题,并提出了今后的发展方向。针对7×××系空心铝型材挤压横向焊缝研究中存在的问题,系统研究了空心铝型材横向焊缝的宏观形貌、微观组织等,揭示了挤压工艺参数和模具结构参数对横向焊缝延伸长度的影响规律。结果表明,适当减小挤压比以及增大挤压速度可以有效减小横向焊缝延伸长度,但挤压温度对横向焊缝长度的影响并不明显。     

热处理对含硼6061铝合金组织及性能影响

本文研究了热处理工艺对含硼6061铝合金的影响,研究结果发现:固溶温度和固溶时间对含硼6061铝合金影响较大,随固溶温度的提高和固溶间的延长,对Mg2Si的溶入有较大的促进作用。时效温度和时效时间也对6061铝合金有较大影响,时效温度越高、时效时间越长,Mg2Si的析出越多,结合微观组织和硬度数据,含硼6061合金的热处理工艺为:555℃×5.5h+175℃×6h。     

铝合金形变热处理工艺研究进展

综述了过去40年铝合金形变热处理工艺的发展过程和最新的研究动态,介绍了形变热处理对铝合金组织与性能的影响及其在工业上的应用.通过分析铝合金形变热处理工艺研究中存在的一些问题,说明继续深入地开展铝合金形变热处理的试验研究仍然十分必要;而针对具体合金,简化和优化其形变热处理工艺使之能够在工业化生产条件下广泛应用更是当务之急.     

7050铝合金锻件固溶处理工艺优化研究

目的 研究不同固溶温度和固溶保温时间对航空某锻件7050铝合金组织和性能演变规律的影响,优化7050铝合金锻件的固溶热处理工艺参数.方法 通过采用金相组织观察、SEM分析、EBSD测试、导电率测试、室温拉伸性能测试等方法,对比研究合金组织变化如何影响力学性能.结果 随着固溶温度的升高(474～483℃),合金再结晶分数逐渐升高,峰值时效处理后,合金抗拉强度先升高后降低;固溶保温时间(2～5 h)对合金组织与拉伸性能的影响不明显;最优热处理工艺为477℃×4 h固溶处理,而后进行121℃×6 h+177℃×5 h双级时效.热处理后的力学性能:屈服强度为510 MPa,抗拉强度为558 MPa,伸长率为13.6％,电导率为22.7 MS/m.结论 与固溶时间相比,固溶温度对7050铝合金组织和拉伸性能的影响较大,对合理选择航空用7050铝合金锻件的热处理工艺具有指导意义.     

GaAs(001)-(2×6)重构下的表面形貌及其重构原胞

采用RHEED与STM技术对GaAs(001)-(2×6)表面重构下的表面形貌进行研究,研究发现GaAs(001)-(2×6)重构表面是GaAs(001)-β2(2×4)重构表面经530℃,1.33μPa As BEP退火获得,在(2×6)重构下的GaAs(001)表面形貌已经进入表面存在系列单层岛和坑覆盖的无序平坦状态。为了进一步确定(2×6)重构的原胞结构,采用球棍模型对其原胞结构进行模拟,提出新的As表面覆盖率计算方法、结合STM图片分析对球棍模型进行验证和筛选,首次在实验上证实(2×6)重构原胞中存在2个As Dimers和2个Ga Dimers,并以此重构原胞结构构建理论下的(2×6)重构表面,获得结果与STM图片高度吻合。     

热处理对6005A铝合金激光焊接头组织和性能的影响

高速列车车体轻量化制造的迫切需求,使得铝合金结构在车体制造中得到广泛应用,而铝合金焊接也成为高铁车体制造的关键工艺.本文采用激光填丝焊方法焊接6005A-T6铝合金,并对焊接接头进行了固溶/时效热处理.利用扫描电镜、XRD能谱分析及拉伸实验,对焊后热处理的焊接接头组织及性能进行研究.研究发现,与母材相比,由于焊接接头中...     

关于φ4．0m×60m回转窑的诺干问题的分析

φ4．0×60米回转窑在水泥厂的应用非常普遍,但其工艺以及其安装调试一‘直是人们严重关切的问题。为了能使φ4．0×60米转窑侄运行过程中正常,提高水泥厂年总生产能力。本文就此进行探讨。     

非对称3×3干涉型传感器解调系统设计

针对3×3耦合器输出信号的非对称特性,研究并推导了改进型的3×3耦合器解调算法.根据该算法,使用Labview设计了信号处理软件.实现了对非对称3×3耦合器输出信号的软件解调和频谱分析.通过实验,系统的频率测量范围可达10～1000 Hz,相位测量范围为-10～10 rad,相位灵敏度为0.5V/rad.     

激光选区熔化成形高强铝合金晶粒细化抑制裂纹研究现状EI北大核心CSCD

高强铝合金(2×××,7×××等)因具有比强度高、加工性好等优点而被航空航天、汽车等领域广泛应用。随着大推重比飞行器设计及汽车轻量化技术的发展,轻质结构材料的需求日益增加,同时零部件也面临着“薄壁化、中空化、复合化”的发展趋势,高强铝合金的传统加工方法越来越难以满足要求。近年来,激光选区熔化成形(selective laser melting,SLM)作为一种常见的金属增材制造技术(additive manufacturing,AM)在复杂零部件成形领域受到关注,有望成为进一步拓宽高强铝合金应用领域的新兴技术。然而,SLM成形高强铝合金因易产生周期性热裂纹和粗大柱状晶不良组织等问题而发展缓慢,晶粒细化是克服增材制造高强铝合金这一固有热裂问题的关键所在。本文综述了近年来SLM成形高强铝合金显微组织和力学性能调控等方面的研究进展,归纳了不同体系合金的力学性能,重点阐述了抑制SLM成形高强铝合金中热裂纹形成的主要策略,包括SLM工艺参数优化以及通过微合金化或添加纳米颗粒细化晶粒等方法。指出当前研究存在的主要问题是合金成分的改变对材料综合性能以及热处理制度的影响规律尚不清晰等,并展望了未来的发展趋势,如SLM成形新型高强铝合金成分设计与综合性能评价、利用后处理工艺等手段进一步提升合金综合性能以及专用晶粒细化剂的设计与细化机制探究等。     

7055铝合金的研究现状及展望

7055铝合金是目前超高强铝合金中强度较高且断裂韧性和耐腐蚀性能较好的一种新型变形铝合金.概述了微量元素对7055铝合金组织和性能的影响,介绍了该合金的热处理工艺,阐述了其微观组织结构、加工性能以及神经网络在该合金研究中的应用.并针对7055铝合金目前存在的问题,提出了今后研究的方向.     

Ф4．0m×13m水泥磨系统的问题分析

本文主要对Ф4．0m×13m水泥磨系统中出现的问题进行了深入的探讨和分析，同时又提出了一些改进水泥磨系统的有效对策，希望对今后的Ф4．0m×13m水泥磨系统的使用产生一些积极影响。     

热处理对Al-Sn-Bi-Pb-In阳极材料电化学及腐蚀性能的影响

热处理能提高铝合金的耐蚀性,但高温固溶会降低其电化学活性,低温回火会影响其耐蚀性,目前结合二者优势的报道较少.熔炼制备了Al-Sn-Bi-Pb-In合金,采用电化学方法和化学浸泡失重法研究了高温固溶、低温回火热处理对其电化学性能及耐蚀性能的影响;采用扫描电镜观察了不同热处理状态铝合金腐蚀后的表面形貌.结果表明:铝合金阳极高温固溶处理后电化学活性降低,耐蚀性提高;再作低温回火后铝合金阳极电化学性能提高,耐蚀性稍有降低;最佳热处理为500℃固溶6h之后再在150℃下回火8h.     

高导电铝合金的力学性能和导电率分析

针对高导电铝合金需求日益增加但性能不满足当前需求的问题,对高导电铝合金的力学性能和导电率进行了分析.方案首先制定了铝合金分析流程,分析了铝合金中各种金属成分对力学性能和导电率的影响,并研究了热处理工艺中不同环境下时效处理对铝合金性能的影响.实验结果显示,本文的合金样本具有较强的力学强度和导电性,从而全面地对铝合金的影响因素进行分析,并深刻地对单个影响因素进行分析,试验研究更加精确、科学.     

铝合金板材热成形-淬火一体化工艺研究进展

为解决铝合金室温塑性差和成形后热处理变形的问题,发展起来了一种铝合金板材热成形-淬火一体化新工艺。该工艺是将热处理和热成形在同一工步完成,即固溶后板材快速转移到模具中成形,然后完成模内淬火,最后通过时效来提高其强度。高温成形可提高板材成形性能,模内淬火能够保证其强度和尺寸精度。重点介绍了铝合金板材热成形-淬火一体化工艺关键技术及最新研究进展,总结了铝合金板材热成形-淬火一体化工艺实验研究和数值模拟的研究现状。     

石油钻杆用7xxx系铝合金微观组织和性能的研究进展

铝合金具有密度低、强度高、耐酸性气体腐蚀等优点,其在石油钻探领域的应用优势逐渐引起了国内外学者的重视。铝合金石油钻杆在美国、俄罗斯等少数发达国家已被应用于钻探领域数十年,然而我国对铝合金石油钻杆的研究起步较晚,目前主要依靠进口,这极大地限制了我国钻采工业的发展,因此实现自主研发超强耐蚀铝合金钻杆具有很高的社会意义和经济效益。Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金属于7xxx系铝合金,因具有很高的抗拉强度、较好的耐腐蚀性和高温冲击韧性,已成为当下最具发展潜力的铝合金钻杆用材料,也是我国近几年对高性能铝合金钻具材料的主要研究方向。7xxx系铝合金的主要析出强化相是弥散分布的GP区和η'相。众所周知,合金的成分和组织决定其性能,因而通过改变热处理工艺和合金成分可以调控铝合金材料的性能。铝合金的热处理工艺流程主要包括均匀化、固溶和时效处理等。目前均匀化倾向于采用多级热处理制度,热处理后材料不仅会得到更为弥散细小的析出相,合金在后续热加工过程中的再结晶行为也会受到抑制。热变形后再经双级或多级固溶,合金中残余过剩相可有效溶解,其稳定性和综合性能得到提高。时效处理作为较关键的热处理步骤,也从传统单级处理向多级转变,一种新型的回归再时效(RRA)制度综合了单级和双级时效的优点,在保持铝合金较高强度的同时,又可获得较高的腐蚀抗力。因此,探索合适的热处理制度对提高钻杆用铝合金材料的综合性能有深刻的影响。另外,优化合金成分也是提高铝合金性能的重要方式。研究发现,将石油钻杆用7xxx系铝合金的成分大致控制在Al-6～6.5Zn-2.0～2.8Mg-1.6～2.0Cu范围内,其可获得较优的综合性能。此外,引入新的微合金元素,如Mn、Zr、Cr及稀土元素等,可以显著细化铝合金晶粒,提高其再结晶温度,从而提高它的耐热性和耐腐蚀性,使其更好地满足石油钻杆在实际工况中的服役要求。7xxx系铝合金虽具有诸多性能优势,但其在富氯气氛环境中耐蚀性较差,易发生应力腐蚀开裂,在海洋钻探领域服役时存在一定的失效风险。另外,7xxx系铝合金耐冲蚀磨损能力差,在钻探过程中易产生磨损,从而缩短了其使用寿命。今后的工作重点应从成分设计、材料制备及热处理工艺等方面来提高铝合金钻杆的高温强度,同时系统深入探讨上述因素对材料力学性能、电化学性能、耐磨性能的影响,并就这些性能的优化机理展开基础研究。本文综述了国内外铝合金石油钻杆的研究现状、性能特点和生产工艺,重点归纳了钻杆用7xxx系铝合金的时效析出过程及其微合金化研究方面的进展,阐述了固溶和时效等热处理对7xxx系铝合金综合性能的影响,分析了铝合金石油钻杆耐腐蚀性能及磨损行为的表现。在此基础上,对我国石油钻杆用7xxx系铝合金目前存在的问题以及日后的发展方向进行了展望。