轧制工艺对2219铝合金板材力学性能的影响

通过对2219铝合金轧制板材的显微组织观察和力学性能测试,研究了3种轧制工艺对其板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,轧制过程中的道次压下率对2219铝合金的显微组织和力学性能均有显著影响。在总压下率相同的条件下,经40%、22%、28%的热轧,然后进行20%、25%、33%、35%、23%冷轧的板材综合力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和维氏硬度分别为406.4 MPa、312.2 MPa、13.4%、169.6 HV。     

变形温度对2219铝合金组织和力学性能的影响

通过室温力学性能测试、OM、SEM等,研究了四镦三拔多向锻造的变形温度(300~510℃)对2219铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着变形温度的升高,2219铝合金多向锻造后及T6热处理后的粗大残余结晶相含量逐渐减少,分布更均匀,变形温度由300℃升高至510℃时,多向锻造后粗大残余结晶相所占面积分数由6.96%降低至4.59%。锻件抗拉强度和伸长率随变形温度升高而提高,在510℃高温四镦三拔多向锻造下合金综合性能达到最优,抗拉强度和伸长率分别为392.3 MPa和7.3%。     

热轧工艺对2219铝合金组织和力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)以及拉伸试验等分析方法,研究不同轧制变形量及不同轧制温度对2219铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:热轧温度从400℃升高到420℃时,2219铝合金再结晶充分,晶粒尺寸较小,为近等轴状晶,强塑性达到峰值;当轧制变形量从20%增加到60%时,原枝晶组织完全被消除,晶粒和第二相沿轧制方向破碎细化,强度与塑性也随之增至最高值,当变形量继续增大到80%时,在轧制过程中储存的大量变形能在热处理后释放,促使再结晶晶粒发生粗化。通过能谱分析,轧制样品中第二相是Al2Cu,部分Al2Cu相溶于基体中并且呈链状分布。     

时效工艺对2219铝合金组织和力学性能的影响

采用力学性能测试、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法,研究了时效工艺对2219铝合金组织和力学性能的影响。结果表明,在120℃时效时,合金时效响应缓慢,长时间处于欠时效状态,力学性能偏低,在150、165和175℃时效时,由于GP区和θ″相的叠加效应,时效强化曲线呈现双峰特征,时效过程分为欠时效、峰时效和过时效3个阶段,且随着时效温度提高,响应速度加快,到达峰值时间缩短,断后伸长率下降;综合考虑合金的强度和伸长率,2219铝合金适宜的时效工艺为165℃×24 h,时效后合金的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别为412.2 MPa、310.8 MPa和7.9%。     

2219铝合金板材搅拌摩擦焊焊接接头局部力学性能研究

2219铝合金拼焊板焊接接头局部微区力学性能差异大,严重影响拼焊板的整体成形性能,为了构建拼焊板的整体成形损伤模型,预测成形破裂缺陷,有必要对搅拌摩擦焊拼焊板焊接接头的局部力学性能进行研究。针对焊接接头不同微区尺寸小,直接测量难度大的问题,提出显微组织分析与DIC测试相结合测试搅拌摩擦焊焊接接头局部力学性能的方法。首先通过微观组织分析与显微硬度测试相结合的方法确定了2219铝合金焊接接头各微区的形状和尺寸;其次通过DIC分析获得了2219铝合金焊接接头各微区在单向拉伸过程中应变变化情况;最后利用幂指数模型进行拟合,建立了拼焊板焊接接头各微区的局部力学性能模型。     

加热温度对退火态2219铝合金板材力学性能的影响

为了研究加热温度对退火态2219铝合金板材力学性能和微观组织的影响,在25 ～300℃温度范围内,对退火态2219铝合金板材进行单向拉伸试验.结果 表明:退火态2219铝合金板材的强度随着加热温度的升高而降低,伸长率随着加热温度的升高显著增加,从室温状态下的31.50％升至300℃下的59.75％,塑性得到明显改善;退...     

固溶时间对2219铝合金组织和力学性能的影响

通过力学性能测试、扫描电镜(SEM)、示差扫描量热法(DSC)和XRD分析等方法,研究固溶时间对2219铝合金组织和力学性能的影响。结果表明,当固溶温度为535℃,固溶时间不超过1.5 h时,随着固溶时间的延长,基体中含Cu结晶相回溶至基体,且不发生偏聚,提高了基体的过饱和度,有利于合金力学性能的提高;当固溶时间超过2 h时,含Cu结晶相发生偏聚长大,导致合金的力学性能特别是伸长率下降。因此,当固溶温度为535℃时,该合金适宜的固溶时间为1.5 h,之后经过(175℃×18 h)时效处理后,合金的抗拉强度R_m、屈服强度R_p0.2和断后伸长率A分别为393.5 MPa、305.9 MPa和8.7%。     

2219铝合金板材形变热处理中预变形对微观组织和力学性能的影响(英文)

形变热处理(TMT)是一种能够使金属材料获得最终优良性能和微观结构的工艺方法。研究2219铝合金板材在两次形变热处理工艺中预变形量对其力学性能及组织的影响。研究表明,经过两次形变热处理的铝合金板材的屈服强度和抗拉强度随着第一次变形的变形量先增大后减小;第一次变形量为2%左右时,强度达到最高值。通过微观组织观察,发现经过形变热处理的2219铝合金板材内部有Al2Cu相析出,在经过第一次变形量为2%的两次形变热处理时,板材中的析出相最细密,因此,2219铝合金得以强化。     

焊接层数对2219铝合金焊接接头组织性能的影响

采用钨极氩弧焊接工艺(TIG)对2219 C10S铝合金分别进行了单层、双层和三层对接焊试验,研究了接头的力学性能和微观组织。横向拉伸试验和硬度测试结果表明,显微硬度由低到高依次为焊缝区(WZ)、过时效区(OAZ)、部分熔化区(PMZ)、热影响区(HAZ),随着焊接层数的增加,接头部分熔化区和过时效区的底部区域软化程度增加,接头的抗拉强度和伸长率逐渐增大,同时,在裂纹出现前的应力集中区域逐渐从焊缝区转变为焊缝区和过时效区。在接头的不同区域内组织形态是有所区别的,单层焊接头断裂时为剪切断裂,而多层焊接头的断裂路径则有所区别,其断口形貌多呈韧性断裂为主的混合型断裂特征。     

2219-T651铝合金激光摆动焊接接头微观组织和力学性能

采用激光摆动焊接技术对2219-T651铝合金进行了不同摆动幅度和频率下的焊接试验,研究了摆动工艺参数、焊缝气孔率和宏观成形、接头组织和性能之间的内在联系.结果表明,与无摆动焊接相比,激光摆动焊接可以降低焊缝气孔率,尤其随着摆动幅度的增加,当摆动幅度为2.5 mm时,气孔率降至1.66%.与母材相比,热影响区和熔化区发生软化.靠近焊缝的热影响区,由于沉淀强化作用的变弱,硬度逐渐降低,直至出现“平台”.而由α(Al)基体以及枝晶间和晶界α(Al)+θ(Al₂Cu)共晶相组成的熔化区,因铜的偏析导致固溶强化效果被削弱,表现出最低的硬度.此外,部分摆动参数下焊缝晶粒尺寸有所细化,这引起了其硬度的略微升高.当摆动频率为150 Hz和摆动幅度为2.5 mm时,接头的抗拉强度高达318 MPa,约为母材抗拉强度的69.4%,接头抗拉强度与断口孔洞面积占比呈线性负相关关系,焊缝气孔率是影响焊态接头抗拉强度的主要因素.     

2219-O铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能与组织

对2219-O铝合金进行搅拌摩擦焊试验,使用Wilson-硬度计和Instron-5982电子万能试验机对焊接接头的硬度和拉伸性能进行测试,并利用扫描电镜对焊接接头进行微观组织观察和能谱分析。试验结果表明:从从焊核区到热影响区,硬度值先减小后增大,热机影响区硬度值最低,拉伸断裂位置均位于该位置。2219-O搅拌摩擦焊接头四个区域均生成了不同形态的θ(Al_2Cu)相。母材区θ相弥散分布;焊核区θ相大小基本一致且均匀分布;热机影响区θ相发生异常的不规则脱落,留下凹坑,并且部分θ相断裂和凹陷于α(Al)基体中;热影响区θ相发生了长大,高度富集的现象。能谱检测(EDS)发现Cu含量按照从母材区、焊核区、热影响区到热机影响区的顺序呈下降趋势。     

热处理对2219铝合金双频复合脉冲TIG焊接头组织演变及力学性能影响

系统对比研究了直接时效处理和固溶时效处理对2219-T6铝合金双频复合脉冲TIG焊接头强化的影响.分析了焊后热处理工艺对α-Al晶粒、共晶组织及时效析出行为的影响,讨论了接头组织不均匀性对塑性变形行为的影响机制.结果表明,直接时效处理对α-Al晶粒和共晶组织影响较小,在焊缝区引入低密度粗大θ’-Al₂Cu析出相,对接头强化效果有限,且对塑性有损害;而固溶时效处理导致α-Al晶粒粗化、共晶组织含量降低且尺寸细化,在焊缝区引入高密度细小θ’’-Al3Cu析出相（平均直径22 nm）,并显著提升接头强度和塑性,使得接头强度系数达到0.84,断后伸长率升高至7.0%.固溶时效处理导致的接头强塑化源于焊缝区内高密度纳米θ’’-Al3Cu相所产生的析出强化效应,使得接头强度匹配更加均衡,促进了接头均匀塑性变形,并提升了接头抗拉强度.     

焊接速度对BT-FSW 2219铝合金接头流动行为及组织与力学性能影响分析

以4 mm厚2219-T87铝合金为研究对象,采用数值模拟和试验研究相结合的方法,研究了焊接速度对双轴肩搅拌摩擦焊接(BT-FSW)过程中金属流动行为、接头组织特征和力学性能的影响. 模拟结果表明,随着焊接速度增加,焊缝高温区逐渐变窄,轴肩附近的材料流动减弱,而搅拌针附近的材料流动增强. 试验结果表明,随着焊接速度增加,材料汇流区及S线缺陷均向前进侧(AS)靠近,焊接速度过大时AS附近的搅拌区(SZ)形成不连续组织. 接头SZ的硬度值随着焊接速度增加而增大,而拉伸强度先增大后稍降低. 当转速为300 r/min,焊接速度为150 mm/min时,接头获得最大的拉伸强度,为414 MPa ± 4MPa.     

热处理对2219铝合金双频复合脉冲TIG焊接头组织演变及力学性能影响

系统对比研究了直接时效处理和固溶时效处理对2219-T6铝合金双频复合脉冲TIG焊接头强化的影响.分析了焊后热处理工艺对α-Al晶粒、共晶组织及时效析出行为的影响,讨论了接头组织不均匀性对塑性变形行为的影响机制.结果表明,直接时效处理对α-Al晶粒和共晶组织影响较小,在焊缝区引入低密度粗大θ’-Al₂Cu析出相,对接头强化效果有限,且对塑性有损害;而固溶时效处理导致α-Al晶粒粗化、共晶组织含量降低且尺寸细化,在焊缝区引入高密度细小θ’’-Al3Cu析出相（平均直径22 nm）,并显著提升接头强度和塑性,使得接头强度系数达到0.84,断后伸长率升高至7.0%.固溶时效处理导致的接头强塑化源于焊缝区内高密度纳米θ’’-Al3Cu相所产生的析出强化效应,使得接头强度匹配更加均衡,促进了接头均匀塑性变形,并提升了接头抗拉强度.     

焊接方法对2205不锈钢焊接接头组织与力学性能的影响

分别采用焊条电弧焊(SMAW)和钨极氩弧焊(GTAW)方法对SAF2205双相不锈钢管进行对接焊,并对其焊接接头的微观组织进行了观察分析,对接头的力学性能进行了测试.结果表明,GTAW焊接接头中奥氏体相含量较SMAW多,其综合力学性能较SMAW更好.     

焊后热处理对Al-Mg-Sc合金板材焊接接头组织与力学性能的影响

采用Al-Mg-Se-Zr焊丝为填充材料对Al-Mg-Sc合金薄板进行手工非熔化极惰性气体保护焊(TIG焊),并对焊接接头进行350℃下保温1h的焊后热处理.通过拉伸实验、显微硬度测试、SEM及TEM观察对热处理前、后的Al-Mg-Sc合金焊接接头的力学性能及微观组织进行了对比研究.结果表明:热处理前焊接接头强度为332MPa;经350℃/1h热处理后,焊接接头强度增至410 MPa,焊接接头强度系数达到0.98,焊接接头延伸率由5.6%增加至14.4%,并且焊缝区的显微硬度得到大幅度提高,拉伸时断裂位置由焊缝区转移到了熔合区.焊后热处理使焊缝区析出大量弥散分布的Al3(Sc,Zr)粒子,这些粒子与基体共格,使焊缝区的硬度、抗拉强度和屈服强度大幅度提高.     

2219-T87铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能

采用搅拌摩擦焊方法对8mm厚2219-T87铝合金进行了焊接.对接头的宏观形貌、微观组织、显微硬度及断口形貌进行了分析.结果表明,焊核区为细小的等轴晶粒,晶粒尺寸远小于母材;热机影响区发生了弯曲变形;热影响区组织出现了明显粗化.前进边热机影响区和焊核区形成明显分界线,后退边相对模糊.搅拌摩擦焊对接头各区域沉淀相分布形态有重要影响.接头室温拉伸强度可以达到母材的70%以上.沿焊缝横截面的显微硬度的分布显示,硬度最低点位于后退侧热影响区区域,断裂位置位于后退侧热影响区处,接头的断裂形式为韧性断裂.     

焊接方法对Q235钢焊接接头缺陷、组织和力学性能的影响

通过微观组织表征、显微硬度试验和拉伸试验等研究了CO2气体保护焊和焊条电弧焊两种焊接方法对Q235钢焊接接头缺陷、组织和力学性能的影响.结果表明:采用CO2气体保护焊焊接时焊缝容易出现气孔,采用焊条电弧焊焊接时焊缝容易出现夹渣;由于焊条电弧焊焊接热输入相对较大,接头组织比较粗大,在过热区还存在魏氏体过热组织,硬度和抗拉...