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%。     

Ti-1023钛合金等温超塑性锻造的防护润滑技术研究

Ti-1023钛合金整体框部件为Z形截面件,存在成形难度大、高温氧化严重、锻造温度范围窄、锻造变形抗力高、流动粘滞等问题,而现有钛合金防护润滑剂均难以满足要求.本文通过不同组分配比防护润滑剂的试烧,性能测试及工艺验证等试验,研制了适用于Ti-1023钛合金薄壁整体框部件等温超塑性锻造新型锻造防护润滑剂.该防护润滑剂配比...     

铝锂合金显微组织高分辨电子显微研究

以新型高强铝锂合金（Al-Cu-Li）为研究对象,合金经过520 ℃固溶淬火后分别在165 ℃时效6 h和165 ℃时效18 h,然后采用高分辨电子显微镜观察Al-Cu-Li铝锂合金显微组织中δ相和T1相的形貌和晶格像,研究了主要强化相T1相的形核机制。结果表明：单胞T1相为五层密排六方堆垛结构,T1相的化学堆垛次序为CBABC。观察发现T1相既可以单独在基体形核生长,也可以依附在原有的T1相上形核以台阶方式生长。细小的球形析出相δ相为有序结构相,并且与基体共格。     

搅拌铸造SiC_p/A356复合材料的显微组织及力学性能

采用搅拌铸造技术制备质量分数为15%的SiCp增强A356铝基复合材料,并对所制备的复合材料进行后续热挤压变形。通过金相观察(OM),扫描电镜(SEM)及力学性能测试等手段,对该复合材料显微组织与力学性能进行了研究。结果表明,所制备的复合材料铸态组织中,SiCp较均匀地分布于基体中,SiCp与Al界面处存在Si原子的富集;热挤压变形后,显微气孔等铸造缺陷明显减少,材料致密度显著提高,SiCp沿热挤压方向呈流线分布特征,颗粒均匀分散性明显提高;采用535℃×5h固溶+180℃×5h时效处理后,热挤压棒材的力学性能为:σs=370MPa,σb=225MPa,δ=5.3%,时效后析出强化相大小约为200nm,且弥散分布于基体中;断口分析表明,SiCp/A356铝基复合材料的断裂主要是由基体的塑性断裂及SiCp的断裂导致的。     

搅拌铸造SiC_p/2024铝基复合材料的显微组织与力学性能

利用搅拌铸造?热挤压工艺制备SiCp/2024铝基复合材料板材,研究该复合材料铸态、热挤压态和热处理态的显微组织及力学性能。结果表明:SiC颗粒较均匀地分布于铸锭中,大部分SiC颗粒沿晶界分布,少数颗粒分布于晶内,晶界粗大的第二相呈非连续状分布;复合材料经热挤压变形后,显微孔洞等铸造缺陷明显消除,破碎的晶界第二相及SiC颗粒沿热挤压方向呈流线分布,复合材料的强度和塑性显著提高;对热挤压板材进行(495℃,1h)固溶处理+(177℃,8h)时效处理后,其抗拉强度达430MPa,此时的主要析出强化相为S′(Al2CuMg);热挤压变形有利于改善SiC颗粒与基体合金的界面结合,热处理SiCp/2024铝基复合材料的主要断裂方式为基体合金的延性断裂、SiC颗粒断裂和SiC/Al的界面脱粘。     

深冷处理对7A99铝合金峰值时效析出相的影响

对7A99超高强铝合金反向挤压材采用T6峰值时效处理与冷热循环峰值时效热处理(简称T6-DCT),通过TEM、HRTEM与3DAP研究深冷处理对峰值时效析出相的种类、分布、尺寸以及析出密度的影响。结果表明,冷热循环峰值时效处理后晶粒内部析出相种类增多,由η'相变成η'相与η相共存;冷热循环峰值时效处理可以将析出相的平均等效半径由1.201nm减小为1.001 nm,将析出相的密度由4.53×10~(24)/m~3提升至7.55×10~(24)/m~3,实现弥散强化;深冷处理可以降低Zn、Mg元素的微观偏聚,提高析出相的分布均匀性。     

压弯半径对7A85结构壁板退火展平成形尺寸与组织性能的影响研究

目的 为满足结构舱段用高强高韧铝合金宽幅薄壁高筋整体成形壁板的精密制备需求,在材料退火组织状态下,结合不同压弯半径展平工装,实现7A85结构壁板的展平处理。方法 采用ABAQUS有限元软件计算不同压弯半径下的结构回弹尺寸,采用万能力学性能试验机测试不同区域的力学性能,结合扫描电镜完成组织形貌与断口形貌的观察。结果 随着压弯半径的增大,7A85铝合金结构壁板蒙皮区域的应力峰值持续下降,结构回弹尺寸误差先下降后上升,立筋区域的应力峰值持续下降,结构回弹尺寸误差先下降后上升。当FSW加厚区进行压弯时,随着压弯间隙的增大,应力峰值持续下降,随着压弯半径的增大,应力峰值先上升后下降,结构回弹尺寸误差明显提高。结论 结合7A85铝合金挤压圆筒不同区域金属型退火展平模具,成功制备出了幅长为8 000 mm、幅宽为1 280 mm的7A85铝合金结构壁板。     

低压铸造充型过程动力学模型

利用水模拟实验和粒子图像测速仪(PIV)获得了低压铸造的充型形态和充型速度的变化规律。结果表明,介质流入型腔后充型速度先快速升高,随后缓慢降低。根据动量守恒方程,建立了低压铸造充型过程的动力学模型,计算结果与实验结果基本吻合。动力学分析表明,铺展阶段有效压头增加是导致充型速度快速升高的原因;充型阶段局部阻力增大是充型速度缓慢下降的主要原因。     

Te、Sb对ZL114A合金T6态微观组织与力学性能的影响

通过在ZL114A合金熔炼过程添加Te、Sb元素完成了硅相变质处理,利用电感耦合法(ICP)测定了材料的化学成分,分别采用差热分析(DSC)、万能试验机、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)与透射电镜(TEM)全面分析了合金在不同T6热处理态下的力学性能、晶界Si相形貌与组织演化规律。结果表明,随着固溶/时效温度的增加,晶界处Te、Sb元素溶入初生α-Al基体内部的数量与密度连续增加,晶界处Al₄(Te,Sb)低熔点共晶相的数量不断减少,520℃～530℃范围内吸热峰峰值连续上升,晶界处Si相组织形貌由针片状、多边形状与长棒状演变为短棒状、椭圆状与球状,球形平均粒径仅为9μm；Si、Mg元素溶入初生α-Al基体的数量与密度、淬火瞬间Si相的固溶过饱和度随之增加。聚乙二醇淬火介质下经545℃固溶20h与170℃时效10h,合金材料平均抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率与维氏硬度高达360MPa、307MPa、10.4%、13.8%与122,断口表面以韧窝断裂为主,伴生少量沿晶断裂带,Mg₂Si强化相平均长度约为224nm。     

不同工艺时效后2A97铝锂合金的组织与性能

对2A97铝锂合金进行自然时效(0~90d)、不同温度的单级人工时效(145,165,185℃)和自然时效(T4)+185℃人工时效的双级时效处理,研究了时效工艺对合金硬化曲线、组织和力学性能的影响,并分析了拉伸断口形貌。结果表明:试验合金经自然时效(T4)处理后的主要强化相为δ′、GP区和δ′/β′复合粒子,此时合金的强度较低、塑性较高,拉伸断口上分布着较多韧窝;经不同温度单级人工时效处理后,合金抗拉强度显著提高的同时塑性明显下降,断口形貌呈冰糖状,其中185℃×10h单级时效处理后的强塑性均较好,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为537,506MPa和7.0%;与185℃单级时效的相比,T4(60d)+185℃双级时效后,合金的硬度出现了先下降后上升的现象,并且达到峰值的时间推迟了20h,但强度和塑性均有所提高,断口为沿晶、穿晶约各占一半的混合型断裂,塑性有所改善。