超声溶体处理对7055铝合金铸态组织和性能的影响

通过对7055铝合金熔体浇铸前作用超声，改变凝固前熔体状态．研究超声作用对铸态合金相组织、力学性能的影响。结果表明：在约650℃对7055铝合金熔体作超声处理一定时间后浇铸，能细化晶粒，提高其强度和塑性。     

超声外场对不同温控状态下ZL205A铝合金凝固规律的影响

采用不同的超声外场处理熔体工艺, 研究了其对铸锭质量的作用机理与改善效果. 针对保温(750℃)和空冷(从750℃空冷7 min 10 s至约650℃)两种不同温控状态下的ZL205A铝合金熔体, 分别进行相同参数的超声场处理, 研究超声场对凝固组织的影响规律, 并利用力学拉伸实验进行验证. 研究结果表明: 在保温状态下对熔体施加超声处理, 具有较好的除气与改善第二相组织分布的效果; 在空冷状态下施加超声处理则可以消除集中缩孔, 显著细化晶粒; 当在保温和空冷条件下全程采用超声处理, 铸锭内部质量的改善效果最佳. 力学性能的测试结果与铸锭凝固组织的变化规律具有一致性, 验证了上述结论. 综上, 对不同温控状态下的熔体施加超声处理, 对熔体凝固过程的影响不同, 对铸锭内部质量的改善效果也各有侧重.      

对轧制协同热处理对7055铝合金性能的影响探讨

本文主要讨论了运用轧制协同热处理技术加工7055铝合金时对其性能的影响规律。介绍了轧制工艺和热处理，并通过实验分析，探究了温轧、时效作业和固溶处理对铝合金性能的实际影响。实验结果表明，多级固溶处理对7055铝合金轧板的力学性能优化具有较大贡献。此外，在常规固溶处理的基础上，采用温轧作业配合人工时效的方式，可以进一步优化材料整体的力学性能。     

论喷射成形7055铝合金锻件的应用及相关标准制定情况

本文综述了喷射成形7055铝合金锻件的应用及相关标准制定情况。结合7055铝合金及喷射成形技术标准、喷射成形7055锻件的技术优势、喷射成形7055锻件的应用情况,论述了喷射成形7055铝合金锻件标准制定的意义和必要性。     

7055铝合金多级均匀化工艺研究

采用中频炉熔炼7055铝合金,用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和万能拉伸机等方法研究多级均匀化工艺对7055铝合金显微组织及力学性能的影响。结果表明：未经均匀化处理的7055铝合金铸锭存在着严重的组织偏析,合金经470℃×30 h单极均匀化处理后,晶界上的非平衡相有所减少,已形成不连续分布,成分偏析得到改善;在单极均匀化基础上增加410℃×4 h的中间保温,均匀化效果更好,非平衡相的溶解数量增多,晶界更为平直,且形状规整;而经250℃×4 h＋410℃×4 h＋470℃×30 h三级均匀化处理后,消除了铸锭晶界上的非平衡凝固共晶组织,晶界呈线条状。经时效处理后,其力学性能较优。     

超高强7055铝合金均匀化处理制度研究

对7055铝合金铸锭进行不同均匀化处理制度的模拟分析,得出最优均匀化处理参数,分析不同均匀化处理制度后7055铝合金铸锭力学性能、硬度、金相组织和电导率。研究结果表明:经过260℃×1 h+430℃×2 h+470℃×15 h均匀化处理制度后,7055铝合金铸锭的抗拉强度、屈服强度和硬度较低,伸长率较高,有利于后续的塑性成形加工,使得加工后合金内应力消除更彻底,组织更均匀;边部、中部组织中未溶第二相绝大部分回溶于基体,心部组织存在少量第二相,回溶更加充分,均匀化效果良好,与模拟分析结果相吻合;电导率更小,电阻率更大,即过饱和程度相对更大,均匀化效果更明显。     

超声外场对7050铝合金铸锭凝固微观组织的影响

基于元胞自动机法耦合有限差分法原理,对经超声外场处理的7050铝合金熔体凝固组织进行微观模拟,研究施振功率和冷却方式对7050铝合金微观组织的影响,在实验验证的基础上,对超声细化晶粒的机制进行说明。模拟和实验结果表明:熔体经超声处理,凝固组织明显细化,组织形貌由枝状晶变为细小等轴晶,超声的空化效应和声流效应使得形核率增加是晶粒细化的主要原因;在实验功率范围内,超声功率为240 W时晶粒细化效果最佳,此时晶粒的平均尺寸为72μm;超声细晶过程需要1个最短必要时间tmin,冷却强度低时,超声有效作用时间延长,晶粒的均匀化和细化程度增加。超声功率为200 W时,改变冷却方式,随炉冷却方式所得晶粒最小,平均尺寸为82μm。     

喷射成形7055铝合金搅拌摩擦焊的焊缝组织与力学性能

采用全自动控制的往复喷射成形工艺批量生产大规格的7055铝合金锭坯,对喷射成形7055铝合金板材进行搅拌摩擦焊.通过对搅拌摩擦焊塑性连接时的焊缝成形、焊缝组织及力学性能进行研究,实验结果证实:用搅拌摩擦焊焊接4mm厚的7055铝合金板材,选用合适的工艺参数,可获得外形美观、组织无缺陷、无变形的焊缝.焊缝各区域的组织有明...     

高温预析出对7055铝合金强度、塑性和应力腐蚀抗力的影响

作者通过改变固溶条件，对7055高强铝合金采用先高温后低温的两步固溶处理(高温预析出)来改善合金晶内和晶界的析出状态，研究了高温预析出对7055高强铝合金的金相组织、强度和应力腐蚀性能的影响。结果表明：480℃高温预析出在保持较高强度和塑性的同时，可以改善合金的抗应力腐蚀性能。     

时效处理对Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu-0.12Zr合金超声铸锭轧件组织与抗腐蚀性能的影响

分别采用T6、T73和RRA 3种时效制度对超声铸造Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu-0.12Zr铝合金热轧板进行时效处理,研究时效制度对材料的组织、力学性能与耐腐蚀性能的影响,并与未经超声熔体处理的合金热轧板进行对比。结果表明:对于超声铸造Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu-0.12Zr铝合金的热轧板,与T6时效态合金相比,T73时效态合金的抗腐蚀性能较好,但强度显著降低,RRA状态的合金强度与T6态合金相当,抗腐蚀性能显著提高;相对于未经超声熔体处理的合金,在超声波的空化、声流和机械振动效应的作用下,铸态合金的合金元素固溶度以及基体空位浓度都增加,在其组织遗传效应的影响下,采用相同时效工艺处理后合金中析出相的分布更加均匀但出现部分粗化现象,均匀分布的细小析出相对合金的强度有积极影响,粗化的析出相对合金的强度不利,但能提高合金的耐腐蚀性能。     

大直径铝锭热顶铸造中超声施振深度的细晶机制

在直径为650 mm的铝合金热顶半连续铸造过程中施加双源超声振动系统, 研究3种超声辐射杆浸入深度对铸锭宏观凝固组织的影响.基于铝合金铸锭凝固组织形貌的检测结果以及ANSYS等有限元软件对铸造过程中声场的仿真结果, 深入探讨了超声辐射杆在不同的施振深度下对铝合金铸锭凝固组织细化机制的影响.结果表明: 随着超声辐射杆施振深度的增加, 铸锭截面组织整体进一步细化, 晶粒形状由发达的枝晶变为等轴枝晶; 由于超声辐射杆端面以及柱面存在几个固定位置处振动波峰, 在铝熔体中不同的超声施振深度下存在不同的超声空化范围, 进而导致凝固组织的细化机制也不同.      

耐腐蚀摩托艇ADC12-0.5La铝合金微观组织及制备

为改善ADC12铝合金的耐腐蚀性能,通过超声熔铸法制备ADC12-0.5La铝合金,并利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、硬度计、浸泡腐蚀试验和电化学工作站研究了T6热处理和稀土La改性对ADC12铝合金的微观组织、硬度和耐腐蚀性能的影响。结果表明,T6态ADC12-0.5La铝合金微观组织明显细化,α-Al尺寸减小,形貌变圆整,共晶Si相和AlFeMnSi相细化为短棒状。相比于ADC12铝合金,T6态ADC12-0.5La铝合金硬度达到117.7HV,提高了26.8%,腐蚀电流密度降低了10.7%,腐蚀电位上升了64.4%,腐蚀速率降低了54.4%,腐蚀表面平坦且光滑,表现为较轻微的晶间腐蚀。T6态ADC12-0.5La铝合金提高了腐蚀电位,Al-La-Cu稀土相阻碍了电子移动,铝合金的耐腐蚀性能得到大幅度提高。     

半连续铸造7136超高强铝合金的组织特征及均匀化处理工艺

以半连续铸造7136铝合金为研究对象, 以铸态组织分析为基础, 采用双级均匀化. 结果表明: 与其他7×××系铝合金相比, 7136铝合金铸态组织没有明显的层片状α(Al)+T共晶相的特征, 也没有发现S相的存在. 基体中的弥散相为微米级的圆形或棒状MgZn₂相, Mg元素和Zn元素随着液态合金的凝固, 在Al基体中以MgZn₂相的形式析出, 为了平衡Mg元素和Zn元素的分配系数, Mg元素和Zn元素从液态向固态迁移, 这也是使得晶内Zn元素和Mg元素偏高的原因. 经过462℃, 24 h单级均匀化, 残留相大致消除. 随着均匀化时间的延长, 残留相有减少的趋势, 但作用相对较小. 经过450℃, 24 h+470℃, 24 h双级均匀化, 差示扫描量热法获取的峰值非常小, 晶间除了少量高熔点Al₇Cu₂Fe相残留, Al₂Cu等其他相已基本消除, 均匀化效果显著.      

各种因素对铝合金超声波铸锭等轴晶占有率的影响

以超声波探针顶上导入方式为例,讨论了金属熔体、超声波参数、探针和铸型等一系列因素对铝合金铸锭等轴晶占有率的影响,并对超声细晶机理进行了探讨。结果表明:金属超声铸锭的细化能力与自身的化学成分有关;随着超声波功率和处理时间的增加,等轴晶占有率提高,但是增加到一定峰值后开始下降;超声波探针应置于液面对称中心的位置,且浸入较小深度为宜;对于不同体积的铸型,存在一个最佳的径高比。     

时效制度对工业规格喷射成形7055铝合金组织和性能的影响

采用全自动控制往复喷射成形工艺制备大规格7055铝合金锭坯。锭坯经热挤压和双级固溶处理后,在不同时效工艺条件下进行双时效处理,测定时效态合金的抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)、伸长率(δ)、硬度(HRB)和电导率(γ),并观察其微观组织,研究时效制度对合金组织和性能的影响,并与120℃/24 h单级时效的合金样品进行性能对比。结果表明,锭坯经120℃/24 h时效处理后获得最高强度,抗拉强度(σb)高达725 MPa,屈服强度(σ0.2)为685 MPa,伸长率(δ)10.0%,硬度为96 HRB,电导率为30%IACS;双级时效后获得较好的塑性和抗应力腐蚀能力,但强度较低,且随着二级时效温度升高和时效时间延长,合金强度下降,伸长率增加,电导率提高。通过对正交实验结果进行分析,确定最佳双级时效处理工艺为:120℃/8 h+170℃/8 h,其综合性能最佳,σb、σ0.2和δ分别达到659 MPa、630 MPa和11.7%,硬度和电导率分别为95 HRB和39%IACS。与单级时效处理相比,电导率提高30%,抗应力腐蚀性能显著改善。     

Sc对7056铝合金组织和性能的影响

对铸态合金进行了均匀化处理、挤压、固溶处理和时效处理，通过分析合金的化学成分，观察合金在不同状态的显微组织及析出相透射电镜(TEM)形貌，测试合金在热处理后的硬度和拉伸性能，研究了向7056铝合金中加入质量分数0.2%的Sc对合金组织和性能的影响.实验结果表明，Sc元素的加入可以明显细化组织晶粒，铸态晶粒由100~500 μm下降到50 μm左右；Sc元素的加入对合金的塑性有大幅度提高，时效处理后，合金的断后伸长率从10.82%增加到了13.60%；但屈服强度却由668 MPa下降到657 MPa.通过综合计算晶粒大小、析出相强化等因素，详细分析了Sc元素加入引起7056铝合金峰时效态屈服强度下降的原因.理论计算显示，向合金中加入质量分数0.2%的Sc元素时，峰时效处理后，合金的强度值会下降12.005 MPa，与试验值11 MPa接近.研究得到7056铝合金最佳的单级时效制度为120℃+16 h，峰值硬度和强度为195.2 HV和714 MPa，此时合金中主要强化相为圆盘状和短棒状的MgZn₂相，大小约为4~6 nm，同时存在球状的Al₃Zr相，大小约为20 nm.      

超声铸造7050铝合金的微观组织和宏观偏析规律

采用不同功率超声对铝熔体进行处理,研究超声场对7050铝合金凝固组织和宏观偏析的影响规律.结果表明:超声振动产生的空化效应和声流效应影响熔体的凝固过程,合理功率的超声能有效细化晶粒、优化组织及改善宏观溶质分布.当超声功率达到170 W时,铸锭径向宏观偏析的弱化效果最好,Zn、Mg和Cu的偏析指数分别为0.0593、0.0565和0.0319;超声功率超过170 W,溶质元素在中心区域富集量显著提高,宏观偏析程度增大.      

Preparation of SiC Nano-particulates Reinforced Aluminum Matrix Nanocomposites by High Intensity Ultrasonic Cavitation Process

The present investigation attempts to evaluate the effect of high intensity ultrasonic cavitation on dispersing the SiC nanoparticles in aluminum 6061 melt. Aluminum melt with various volume percentages of SiC nanoparticles was ultrasonically processed by dipping the ultrasonic horn into the melt. SEM and EDS study with elemental mapping validates the uniform distribution of SiC nanoparticles in the Al matrix. Compared to the un-reinforced alloy matrix and conventional composites, the mechanical properties of the nanocomposites, including tensile strength and hardness improved quite significantly as the particle volume percentage increased. The nanocomposites show better ductile properties as compared to the conventional composites. To understand the effect of ultrasonic vibrations on processing the nanocomposites, the nanocomposite was processed at three amplitudes and the results are presented. Ultrasonic cavitation based fabrication process proved as a better alternative to the conventional stir casting route to disperse the nano ceramic particles in molten alloys.     

Grain Floatation During Equiaxed Solidification of an Al-Cu Alloy in a Side-Cooled Cavity: Part I—Experimental Studies

Experimental studies were performed to investigate the role and influence of grain movement on macrosegregation and microstructure evolution during equiaxed solidification. Casting experiments were performed with a grain-refined Al-Cu alloy in a rectangular sand mold. For the aluminum alloy studied, the equiaxed grains are lighter than the bulk melt and thus float up. Experiments were designed to investigate floatation phenomena of equiaxed grains in the presence of thermosolutal convection. Cooling curves were recorded at key locations in both the casting and the chill. Quantitative image analysis and spatial chemical analysis were performed on the solidified casting to observe the chemical and microstructural inhomogeneity created by the melt convection and solid floatation. Several notable features that can be attributed to grain movement were observed in temperature histories, macrosegregation patterns, and microstructures. In our experiments, the floatation of grains influences the thermal conditions and the overall flow direction in the casting cavity. In some cases, the induced flow resulting from the grain movement caused a flow reversal. This in turn influences the solidification direction, microstructure evolution, and the overall macrosegregation behavior.     

人工时效前停放时间对7055铝合金挤压管显微组织与性能的影响

采用维氏硬度试验,室温拉伸试验,电导率测试,慢应变拉伸试验和透射电镜等方法,对人工时效前室温停放不同时间的7055铝合金管材的力学性能、电导率、耐应力腐蚀性能和微观组织进行了研究.结果表明:在人工时效前进行室温停放,7055铝合金的晶内会预先析出GP区,为后续人工时效中的η相和η'相的析出提供形核的核心,从而有效地提高合金的力学性能和电导率.人工时效前室温停放6.5 h,7055铝合金的抗拉强度达到最大值即677.9 MPa,电导率和延伸率分别为29.8 % IACS和14.9 %.继续延长室温停放时间,合金的抗拉强度降低,电导率不断增大.在室温停放48 h时,合金的抗拉强度达到649.7 MPa,延伸率为10.6 %,电导率为36.8 % IACS,此时合金的综合性能达到较优.