LY12铝合金形变热处理强化的研究

用透射电镜研究了LY12铝合金在不同形变热处理中显微组织的变化,探讨了强化的机理,找出了较佳的形变热处理工艺制度。研究结果表明:采用“固溶处理→100℃预时效6小时→冷轧25％→150℃终时效6小时”形变热处理工艺强化LY12铝合金效果较好     

双级过时效工艺对7050铝合金力学性能的影响

双级过时效是优化工业化大尺寸7050铝合金锻件综合性能的有效手段。对7050铝合金锻件进行双级过时效处理,研究第二级时效时间对其组织与力学性能的影响。结果表明,随着第二级时效时间的延长,晶界处析出相逐渐粗化,并由连续分布转变为断续分布,合金的硬度、屈服强度和抗拉强度随之降低,伸长率与断裂韧性逐渐升高,并且拉伸及断裂韧性测试样品的断裂模式从沿晶断裂向韧窝型断裂转变。当第二级时效时间延长至一定程度时,合金力学性能趋于平稳。为通过双级过时效工艺调控7050铝合金锻件的综合力学性能提供了研究基础和理论指导。     

超声对7050铝合金显微组织及溶质固溶度的影响

在铝合金半连续铸造过程中,分别采用不施加外场与施加超声外场2种方案制备7050铝合金扁锭,采用Leica台式金相显微镜观察2种铸锭的显微组织,利用电子探针分析仪(EPMA)测定试样晶粒内主要合金元素Zn,Mg和Cu的含量,并对试样做线扫描分析。研究结果表明:施加超声外场铸锭的凝固组织与未施加超声外场铸锭的相比明显细化,铸锭中形成大量细小、均匀的等轴晶组织,溶质元素在晶内的固溶度增大;Zn,Mg和Cu的晶内相对溶质固溶度分别提高17.468%,49.549%和21.849%。     

预拉伸对7050铝合金腐蚀性能的影响

通过硬度、电导率、Tafel极化曲线、慢应变速率拉伸测试及光学显微镜、透射电镜组织观察,研究预拉伸变形量对7050铝合金板材强度和腐蚀性能的影响.研究结果表明:预拉伸引入大量位错,在时效过程中促进η平衡相的形核;随着预拉伸变形量的增大,晶内η相增多、粗化,合金的强度降低,电导率升高;随着预拉伸变形量增大,合金内的位错密度增大,空位浓度降低,晶界析出相间距先增大后减小,抗腐蚀性能先增大后减小;无沉淀析出带(PFZ)先变宽后消失,抗腐蚀性能先减小后增大;综合晶界析出相的分布和PFZ宽度的共同影响,随着预拉伸变形量的增大,板材的抗腐蚀性能先逐渐减小后迅速降低.     

热处理制度对7039铝合金抗腐蚀性能的影响

采用拉伸力学性能测试、金相显微观察、扫描电镜及透射电镜等分析手段,研究不同热处理制度下7039铝合金的力学性能及其在腐蚀液中浸泡后的腐蚀形貌.结合不同热处理制度后合金的腐蚀形貌与晶界析出相形貌,建立该系列合金晶界析出相形貌与腐蚀形貌的关系的示意模型.结果表明:在保持与T6处理的合金强度相当的基础上,经RRA处理可使抗腐蚀性能明显提高;在腐蚀液中浸泡腐蚀后,T6和RRA处理的合金表面呈成块状剥落腐蚀的现象,T73处理的合金呈点状腐蚀现象;T6处理后合金的纵向和横向最大腐蚀深度分别为378.53μm和31.91μm;T73处理的合金纵向和横向腐蚀深度分别为19.21 μm和8.07 μm:RRA处理的合金纵向和横向腐蚀深度分别为178.15 μm和15.38 μm.     

热处理对2024铝合金组织和性能的影响

采用正交法设计了２０２４铝合金的热处理工艺方案,按设计方案进行了热处理试验和力学性能测试,同时测了淬火Ｃ－曲线,并运用金相、透射电镜等手段研究了固溶温度、淬火水温影响２０２４铝合金力学性能的微观机制,找到了２０２４铝合金的最佳热处理工艺制度。结果表明：合金经５００℃固溶１０－３０ｍｉｎ,转移时间小于１５ｓ,２５－７５℃水温淬火,自然时效９６ｈ,析出大量的与基体共格的ＧＰ区和Ｓ″ＳＨ ,ＷＧＱＱＲ     

热压缩变形终了温度对7050铝合金显微组织的影响

采用Gleeble1500热模拟机对7050铝合金进行多道次热压缩试验,热压缩开始温度为430℃,经过7道次热压缩变形,终了温度分别控制在300,340,370,400和430℃。采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察合金在不同终了温度热压缩变形后及固溶时效后的显微组织。研究结果表明:随着终了温度的升高,各相同道次的流变应力逐渐下降;热压缩变形后合金组织中第二相粒子逐渐减少;尺寸较小的亚晶逐渐演变成晶界平直的晶粒;当终了温度较低时,合金变形后储存大量的变形能,固溶时效后出现大量的再结晶组织;随着终了温度的升高,变形过程中动态、静态软化消耗的变形能增加,固溶时效后再结晶组织逐渐减少。     

高应变速率轧制工艺对7050铝合金组织及力学性能的影响

为了获得高体积分数小角度晶界和低体积分数再结晶组织以提高铝合金综合性能,探索了高应变速率轧制工艺对7050铝合金微观组织与力学性能间的影响,采用电子背散射分析、透射电镜等手段研究了不同工艺条件下的小角度晶界体积分数和动态析出相特征. 研究结果表明,采用高应变速率轧制工艺能获得较高体积分数的小角度晶界,小角度晶界的比例随应变速率的增大而增大,但随轧制温度的升高而降低. 当轧制参数为370 ℃/20 s-1时,小角度晶界比例高达95.6%. 轧制参数为400 ℃/20 s-1的板材经470 ℃/0.5 h短时固溶及120 ℃/24 h时效处理后,有较好的综合力学性能,其中抗拉强度为530 MPa,屈服强度为442 MPa,断裂伸长率为19.1%. 在相同轧制温度下,应变速率为20 s-1时的力学性能优于应变速率为10 s-1的样品.     

双级时效对7050铝合金厚板断裂韧性的影响

采用金相组织观察、扫描电镜、透射电镜、常温拉伸和紧凑拉伸等方法,研究双级时效对7050铝合金厚板拉伸力学性能和断裂韧性的影响.研究结果表明:低温短时时效后晶内析出球状GP区和和η'相;过时效后,晶内析出粗大η相和少量η'相;随着时效时间的延长,晶界析出相粗化,并由连续分布变为非连续分布,无沉淀析出带变宽:强度先增大后减小,断裂韧性先减小后增大,断裂方式由延性穿晶剪切断裂经沿晶断裂转变为穿晶韧窝断裂.     

热处理前后7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头超高周疲劳行为研究

采用USF-300超声疲劳试验机对焊态和热处理态的7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头进行超高周疲劳试验,通过扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射(TEM)等手段对接头微观组织和疲劳断口进行观察,研究焊后热处理(PWHT)对7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头超高周疲劳行为的影响.结果...     

回归处理工艺对7050铝合金力学和晶间腐蚀性能的影响

采用硬度、电导率测试、金相及透射电镜观察等手段,研究回归处理工艺对7050铝合金力学和晶间腐蚀性能的影响.研究结果表明:T6态合金硬度和强度很高,但抗晶间腐蚀能力较弱;与T6态相比,合金经较低温度长时间回归并再时效后,强度和抗晶间腐蚀性能都得到改善;合金经120 ℃/20 h预时效 190 ℃/60 min回归 120 ℃/24 h再时效处理后,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和晶间腐蚀最大深度分别为593 MPa,571 MPa,10.5%和0.05 mm,具有最佳的综合性能;经190 ℃/60 min回归和再时效处理后,合金晶内组织与T6态的组织相似,晶界析出相粗大且不连续分布,因此,合金强度最高,抗晶间腐蚀能力最强.     

7050铝合金热挤压成形过程的有限元模拟

针对传统工程机械用销轴数量多、重量大、工况差等不足,以7050高强轻质铝合金代替传统钢质材料,采用DEFORM‐3D有限元分析软件,对7050铝合金热挤压成形过程进行有限元数值模拟,分析了挤压载荷、金属流动速率、等效应变、等效应力和温度场等参量的变化规律。结果表明,销轴的热挤压变形过程可分为4个阶段,即挤压填充阶段、开始挤出阶段、稳定挤压阶段和终了挤压阶段;工件内部等效应变分布横向均匀性较好,除了尾部变形不均匀外,其他部位应变分布基本一致;在挤压凹模模口处形成死区,工件内部等效应力达到最大值。     

热暴露过程中7050铝合金的微观组织与性能的研究

采用透射电子显微镜和拉伸实验研究了不同热暴露条件下7050-T7651铝合金微观组织和拉伸力学性能.结果表明：未经热暴露的7050-T7651铝合金中主要析出相为Guinierprestonzone（GP区）和η′相,其中η′相与基体的取向关系为[0001]η′//[11]Al,（100）η′//（110）Al.随后7050-T7651铝合金在不同温度下分别热暴露500h,随着热暴露温度的提高,合金中析出相长大越明显,晶界附近无沉淀析出带（PFZ）宽化也越明显 热暴露温度提高,合金强度下降越多.7050-T7651铝合金经过长时间热暴露后强度下降、塑性提高的主要原因是晶内主要强化相GP区和η′相的长大粗化以及晶界附近无沉淀析出带（PFZ）宽化.     

形变热处理对2197铝锂合金组织和性能的影响

对2197合金进行形变热处理,通过力学性能试验和TEM观察分析了不同时效阶段合金的力学性能和微观组织,研究了形变热处理对2197合金的组织和性能影响,结果表明:形变热处理2197合金峰时效时主要析出相为尺寸为50～150nm分布均匀的T1相。形变热处理为T1相的非均匀形核提供了优越的形核场所,促进了T1相的析出及长大,减少了2197合金达到峰时效的时间;长宽比较大的T1相的强化效果大于δ′相和θ′相,形变热处理还可以提高2197合金的峰时效强度。     

固溶处理对7050铝合金强度和断裂韧性的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、常温拉伸、紧凑拉伸等实验手段研究固溶处理对7050铝合金拉伸力学性能和断裂韧性的影响.研究结果表明:单级固溶中,随着固溶温度的升高,粗大第二相逐渐溶解,但再结晶体积分数和亚晶尺寸逐渐增大,导致强度和断裂韧性均先增大后减小;双级固溶后,粗大第二相明显减少,再结晶体积分数和亚晶尺寸较小,强度和断裂韧性均超过单级固溶的最大值;固溶后预析出,虽然再结晶体积分数较低,亚晶尺寸较小,但亚晶界析出大量η相,基体内存在大量粗大第二相,强度和断裂韧性明显下降.     

7050/3003铝合金复层铸坯的制备与热处理工艺研究

采用直接冷却铸造法制备7050/3003铝合金复合铸坯,随后对其进行均匀化退火处理。使用扫描电镜、电子探针、维氏硬度仪等对铸坯界面进行组织性能分析,探究熔体浇铸温度及热处理工艺参数对界面结合质量的影响。结果表明,3003铝合金浇铸温度为720℃、7050铝合金浇铸温度为680℃时,铸坯界面清晰、无混流和明显铸造缺陷,且硬度相对较高,两种铝合金之间形成一层初生α-Al过渡层,实现了良好的冶金结合。均匀化退火后,7005合金一侧非平衡共晶组织和枝晶偏析基本消除,晶界处粗大第二相溶解,且随着退火温度的升高和保温时间的延长,复层材料界面成分分布逐渐均匀,扩散层厚度有所增加。     

微弧氧化对7050铝合金腐蚀行为的影响

采用微弧氧化(MAO)技术在7050铝合金表面制备了陶瓷膜层,运用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)表征陶瓷膜微观结构,采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了微弧氧化膜对7050铝合金在3.5%(质量分数)NaCl水溶液中腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响.结果表明:微弧氧化膜层由表面疏松层与内部致密层组成,表面疏松层主要由Al2O3组成,内部致密层由氧化铝与铝烧结而成.微弧氧化膜层可以有效抑制7050铝合金表面的腐蚀萌生及明显降低腐蚀速率,且使7050铝合金的应力腐蚀敏感性出现显著下降.     

7050铝合金激光冲击强化的试验和数值模拟

依据激光冲击强化7050铝合金的试验,建立激光冲击强化的有限元模型,实现激光冲击强化的数值模拟,残余应力场的数值模拟结果与试验结果取得较好的一致.在不考虑各冲击参数之间交互作用的前提下,模拟研究冲击参数对残余应力场的影响.模拟结果表明:在激光功率密度小于一定阀值条件下,表面残余压应力最大值随激光功率密度增加而增加,超过阀值之后,表面残余压应力最大值减小;表面残余应力最大值和残余压应力层深度随着脉宽的增加而增加;通过增加光斑半径对残余压应力场的改善主要体现在对深度方向残余应力场的改善;多次连续冲击强化对残余应力场的改善效果比较明显.     

高强铝合金快速固溶工艺研究

固溶工艺是制约高强铝合金力学性能和热处理生产率的主要因素．本文以7075铝合金为例通过高温预热装炉、分级固溶等方法研究了高强度铝合金的快速固溶工艺．并结合金相组织观察和力学性能测试，分析了快速固溶对高强铝合金组织和力学性能的影响．结果表明：①固溶时间相同时，分级固溶的强度高于单级固溶的强度，分级固溶的塑性略低于单级固溶的塑性．②分级固溶时，随着二级固溶时间的增加，材料的强度增加，塑性略有降低．③采用500℃高温预热装炉、470℃／5min＋485℃／9min固溶和140℃／6h＋150℃（2／1h时效明显缩短热处理时间，提高生产率，同时力学性能仍然达到了常规热处理的水平．