铝合金的蠕变断裂试验断裂试验试样的金相研究

检验了经蠕变断裂试验20000小时后断裂的1100、5454、6061铝合金试样。1100—C 和5454—O 合金在试验期间内显微组织不发生变化,仅在最高试验温度下晶粒稍有长大,这种长大对蠕变断裂性能仅产生很小的影响。冷加工过的1100-H14和5454-H34合金在蠕变期间是不稳定的,都经过恢复、再结晶和晶粒长大的阶段。这些变化使短时数据的外推失效。时效硬化的6061合金在试验期间内,显微组织发生明显的变化,从薄针状     

焊接接头的强度

利用低温破断方法对不锈钢焊接接头蠕变断口形貌的分析，Fe3Al与Q235钢异种材料扩散焊的界面剪切强度，薄壁6061铝合金TIG焊接结构强度研究，铝-锂合金焊接接头金属的强度和韧性。[编者按]     

调修次数对铝合金焊接接头力学性能及微观组织的影响

采用火焰对铝合金焊接接头进行调修矫正是轨道车辆制造工厂普遍采用的工艺手段。A5083-H111,A6061-T6,A7075-T651等3种铝合金材料是轨道车辆制造的主要结构材料,不可避免地存在焊接残余应力及残余变形,因此需要大量地进行火焰调修以确保尺寸精度和残余应力的消除。以轨道车辆常用的A5083-H111,A6061-T6,A7075-T651铝合金焊接接头为研究对象,采用温度为200℃火焰对3种铝合金焊接接头进行多次调修,研究不同调修次数对铝合金焊接接头微观组织及力学性能的影响。研究结果表明:不同调修次数对A5083-T111铝合金焊接接头的各项拉伸性能及疲劳性能均无明显影响。不同调修次数对A6061-T6铝合金对接接头拉伸及疲劳性能均有显著的影响。随着调修温度的上升和调修次数的增加,A6061-T6铝合金对接接头拉伸及疲劳性能均呈一定幅度的下降。不同工艺条件下热影响区组织差异较大,热影响区晶粒的长大导致了焊接接头性能的下降。随着调修次数的增加,A7075-T651铝合金对接接头的抗拉强度和屈服强度下降均很明显,但伸长率几乎没任何变化,同时疲劳性能随着调修温度的上升和调修次数的增加而下降。     

基于显微硬度图的AA6061合金搅拌摩擦焊接接头的力学和冶金性能表征（英文）

研究搅拌摩擦焊接接头AA6061-T913的显微硬度与其显微组织、宏观组织和力学性能的关系。根据整个焊件的硬度,提出3个方程式分别预测焊件合金的晶粒尺寸、极限拉伸强度和屈服强度。根据所建立的方程式,绘制关于晶粒尺寸的二维图以及关于极限拉伸强度和屈服强度的三维图。根据硬度分布曲线,确立宏观区域的位置,并将模型所得结果与显微观察及拉伸试验结果进行比较。结果表明:模拟结果与实验结果吻合较好。对于极限拉伸强度和屈服强度,其模拟结果与实验结果的平均误差分别为8%和3%。     

Zr、Er微合金化对6061铝合金冲压成形性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、万能试验机和拉深试验机研究了不同含量Zr、Er元素对6061铝合金冲压成形性能的影响。结果表明,自然时效后,6061-0. 3Er-0. 15Zr、6061-0. 3Er、6061-0. 2Zr合金晶粒尺寸分别为40、50和70μm,合金中析出大量第二相。各合金板材均存在各向异性,强度和伸长率在平行于轧制方向最高,垂直于轧制方向最低。6061-0. 3Er-0. 15Zr合金强度高,n值和r值大,屈强比较低,断后伸长率达到25%,成形性能最好,6061-0. 3Er合金次之,而6061-0. 2Zr合金成形性能较差。在拉深实验中,6061-0. 2Zr、6061-0. 3Er、6061-0. 3Er-0. 15Zr合金极限拉深系数分别为0. 56、0. 53、0. 52。Zr、Er微合金化后合金断口韧窝数量较多、分布均匀,断口形貌为典型的韧性断裂。     

定向凝固NiAl-28Cr-5.8Mo-0.2Hf合金的高温拉伸蠕变行为

研究了定向凝固NiAl-28Cr-5.8Mo-0.2Hf合金的显微组织和在982－1100℃,50-124MPa应力下的高温蠕变行为，该合金是由NiAl相。Cr(Mo)相和少量Hf的固溶体相组成。蠕变测试结果表明：蠕变曲线是由较短的减速蠕变阶段和较长的加速蠕变阶段组成，且蠕变后的显微组织变化不大，蠕变变形机制是由位错攀移机制所控制。加强蠕变阶段蠕变速率的增加是由于裂纹的形成与扩展引起的。     

蠕变对巴氏合金ZChSnSb11-6力学性能和显微组织的影响

针对巴氏合金ZChSnSb11-6工作过程中的蠕变现象,对合金进行蠕变实验。基于蠕变实验所得蠕变曲线,证实ZChSnSb11-6在实际工作条件下会发生明显的蠕变现象,同时利用WDW-E100D试验机,获得ZChSnSb11-6蠕变前后的屈服强度等力学性能。通过分析合金蠕变、力学性能和显微组织之间的关系,得知蠕变明显降低ZChSnSb11-6的强度、塑性及抗弹性变形能力,并得到合金蠕变机理,明确ZChSnSb11-6蠕变变形是应变硬化与再结晶回复长时间交替作用的结果。通过计算合金的应变硬化指数,证实蠕变使合金均匀变形的能力降低,增大合金发生断裂破坏的可能性。同时,基于硬度试验获得合金硬度随温度变化的计算公式,确定ZChSnSb11-6的蠕变临界温度范围为50~60℃。通过观察ZChSnSb11-6蠕变前后的显微组织,发现蠕变使合金组织中SnSb和Cu6Sn5明显减少,导致合金力学性能降低。     

厚板铝/镁合金红外热源辅助搅拌摩擦焊力学性能与组织分析

分别采用常规搅拌摩擦焊和红外热源辅助搅拌摩擦焊,进行了AZ31B-H24镁合金与6061-T6铝合金的厚板异质搅拌摩擦焊,并进行了显微组织、物相组成和力学性能的测试与分析。结果表明,红外热源辅助搅拌摩擦焊细化了接头的组织,显著改善了合金的力学性能,使抗拉强度增加25.4%,屈服强度增加20.3%,伸长率增加2.4%;采用红外热源辅助FSW获得的上述异质接头的抗拉强度达到AZ31B-H24镁合金母材的90.3%,达到6061-T6铝合金母材的85.3%。     

纵-扭复合振动超声深滚加工表面强化研究

目的基于纵-扭复合振动超声加工和超声深滚加工提出了纵-扭复合振动超声深滚加工工艺,研究各深滚工艺参数对工件表面强度的影响,以验证二维超声振动加工技术在表面强化技术领域的应用效果。方法采用单因素试验法对6061-T651铝合金轴件分别进行纵-扭复合振动超声深滚与常规深滚加工试验,然后用MH-5数显硬度计测试每组参数下的表面显微硬度,研究静压力、工件转速和进给量对工件表面显微硬度的影响,并将两种试验结果进行对比。结果在设定工艺参数内,纵-扭复合振动超声深滚工艺所获得的表面显微硬度均高于同等加工条件下常规深滚工艺。纵-扭复合振动超声深滚加工时,表面显微硬度随静压力和工件转速的增大先增大后减小,随进给量的增大先减小后增大再减小;常规深滚加工时,表面显微硬度与静压力近似呈线性关系,且随工件转速的增大先增大后减小,随进给量的增大一直减小。结论纵-扭复合振动超声深滚加工工艺能更有效地实现6061-T651铝合金的表面强化处理。     

搅拌摩擦焊AA7075-T651铝合金接头的疲劳裂纹扩展(英文)

研究12 mm厚AA7075-T651铝合金板搅拌摩擦焊接头的疲劳裂纹扩展行为。从搅拌摩擦焊接头以及母材中截取试样,对试样进行疲劳裂纹扩展实验。对搅拌摩擦焊接头以及母材的横向拉伸性能进行评估。用光学显微镜和透射电镜分析焊接接头的显微组织。用扫描电镜观察试样的断裂表面。与母材相比,焊接接头的ΔKcr降低了10×10-3 MPa·m1/2。搅拌摩擦焊AA7075-T651接头的疲劳寿命明显低于母材的,其原因可归结于焊缝区的析出相在搅拌摩擦焊接过程中的溶解。     

轧制压下率对FSP加工的5052铝合金力学性能的影响

在不同轧制压下率下对5052-H112铝合金进行冷轧,然后进行了搅拌摩擦加工。利用OM和静力拉伸试验研究了轧制压下率对5052-H112铝合金搅拌摩擦试样显微组织和力学性能的影响。结果表明:随冷轧压下率增加,合金的屈服强度增大而伸长率减小,屈服强度最大值达到原材料屈服强度的2.44倍;经冷轧和搅拌摩擦加工的试样,屈服强度均降至111 MPa左右,伸长率均增大至37%左右,搅拌摩擦试样的屈服强度和伸长率均不受冷轧压下率的影响。     

热冲击对定向凝固Ni3Al基合金显微组织和蠕变性能的影响

利用红外加热环境模拟系统对定向凝固Ni3Al基合金进行1100 ℃的热冲击,利用光学显微镜和扫描电镜观察了合金的组织及裂纹形貌.热冲击实验结果表明,经受热冲击后合金的蠕变寿命下降,冲击次数越多则蠕变寿命降幅越大.显微组织观察表明,经过1100 ℃热冲击后,合金中的γ′,粒子发生粗化,且粗化具有一定的方向性;同时,合金中MC碳化物分解为M6C和γ′·γ′粒子粗化及其体积分数的减少是蠕变性能降低的主要原因.     

微量B和C对铸造TiAl合金高温性能的影响

研究了微量B和C对铸造γ-TiAl基合金高温拉伸性能和高温蠕变性能的影响.结果表明,在合金中加入微量的C,能使合金1100℃以下的高温强度显著提高,高温持久寿命也大大延长.持久断裂后的显微组织分析表明,加C合金的片层比较稳定,开裂主要发生在晶界.另外,金相组织观察表明,在B含量稍高的合金中蠕变孔洞常常在硼化物处优先形成并扩展,因而对高温持久性能不利.     

预变形方式及应变对Al-Cu-Li合金蠕变时效弯曲成形过程的影响（英文）

在一系列蠕变时效成形试验(CAF)的基础上,采用弯曲变形方法表征Al-Cu-Li合金在蠕变时效成形过程中的蠕变变形行为,并研究其在不同预变形条件下的力学性能和显微组织演变规律。结果表明,弯曲蠕变应变表征方法能直观地描述合金在CAF过程中蠕变变化。随着预变形应变的增加,试样的蠕变应变先增大后减小。预变形应变的增加能促进时效析出过程,提高成形合金的室温拉伸性能、Kahn撕裂性能和疲劳扩展性能。与预拉伸试样样相比,预轧制试样产生稍弱的加工硬化,但也产生较强的时效强化效应,因此,其强度、韧性和损伤性能均有一定程度的提高。在所有类型的试样中,3%轧制试样经CAF处理后的综合力学性能最好。     

利用低温破断方法对不锈钢焊接接头蠕变断口形貌的分析

利用低温破断方法研究了0Cr18Ni9不锈钢焊接接头的蠕变失效行为,通过对试样断口进行扫描电镜分析,探讨了温度和载荷对接头蠕变失效行为的影响,得到了试样断口形貌特征与温度和载荷的关系。     

喷丸对7075-T651铝合金亚表面裂纹修复能力的影响

首先，通过线切割在7075-T651铝合金表面制备不同裂纹深度的试样，随后对这些试样进行喷丸修复试验；然后，采用拉-拉加载疲劳试验，对喷丸修复的能力进行分析，评价喷丸工艺参数对不同深度裂纹的修复能力；最后，通过对试样裂纹处进行宏、微观观察分析，阐释喷丸对亚表面裂纹修复的机制。结果表明：喷丸强化作用能够在局部增大7075-T651铝合金的塑性变形强度，且由于晶粒间变形滑移使得位错增加而形成局部高温，促使裂开的组织在短时间内在高温高压的作用下能够发生闭合。对50、100和150μm不同裂纹深度试样经喷丸修复后发现，50μm裂纹深度试样裂纹修复后的效果最好，疲劳周期大都优于无裂纹标准试样，而随着裂纹深度的增大，裂纹修复效果会减弱，表明喷丸对7075-T651铝合金亚表面裂纹修复具有积极的作用。     

添加微量Sb对Mg—9Al—0.8Zn合金蠕变抗力及微观组织的影响

对Mg-9Al-0.8Zn－（0．1,0．4,0．7）Sb合金的高温蠕变性能及其微观组织进行了观察。结果表明,添加微量Sb可以显著提高Mg-9Al-0.8Zn（AZ91)合金在150－200℃区间的蠕变寿命,大幅度降低其稳态蠕变速率。使用扫描电镜和透射电镜观察分析了高温形变前后试样的显微组织及变化,在此基础上探讨了AZ91合金高温蠕变机制及添加Sb对其抗蠕变性能的改善机理。     

超声波冲击技术对AA6061-T6空蚀行为的影响

AA6061-T6铝合金因较高的比强度、良好的可成型性广泛应用于汽车工业中,但较差的空蚀性能极大的降低了其使用寿命。利用超声波冲击技术在AA6061-T6表面制备了塑性形变强化层,研究塑性形变强化层的微观组织、残余应力及显微硬度分布和抗空蚀性能。结果表明,超声波冲击强化后铝合金表面择优取向由原始的(200)转变为(111),并形成约140μm塑性变形层。与未强化试样相比,强化试样表面显微硬度提高了80.7%,并形成140μm硬化层;表面植入残余压应力达到-259 MPa,残余压应力层深达到700μm。超声波冲击强化处理后的空蚀性能提高2.36倍;空蚀表面形貌分析表明强化后试样空蚀机制由韧性断裂转变为脆性断裂和疲劳破坏。研究表明超声波冲击强化后试样表面晶粒细化、择优取向转变、硬度提高以及较高残余压应力等增强了材料的抗空蚀性能。     

TA32钛合金板材在热拉伸变形过程中显微组织、力学性能与织构的关系（英文）

研究TA32钛合金板材在800°C热拉伸变形过程中显微组织、力学性能和织构之间的关系。在实验中,原始板材表现出较低的流动应力和良好的塑性,随着热处理温度的升高,材料的抗拉强度增加,伸长率降低。TA32钛合金的变形机制是以大角晶界滑移为主,并通过位错运动协调变形。热处理试样中晶粒粗化和位错湮灭削弱材料的变形能力,从而导致流动应力的增加。基于高温蠕变方程,建立显微组织与流变应力的定量关系。TA32合金的晶粒影响因子和α相强度系数分别为1.57和549.58MPa。通过综合相应的相体积分数和晶粒尺寸可以准确预测材料的流动应力。此外,TA32合金的变形行为还与α相晶粒的取向相关,其主要滑移方式为柱面a滑移系的开动。热处理试样中近柱面织构的减少同样导致材料强度的提高。     

定向凝固NiAl-Cr(Mo)-W/Nb合金的拉伸蠕变行为

采用SEM和TEM分析蠕变前、后的显微组织,研究定向凝固NiAl-Cr(Mo)-W/Nb合金在1223～1373K温度区间的拉伸蠕变行为的机理。结果表明:定向凝固NiAl-Cr(Mo)-W/Nb合金的横向显微组织为典型的胞状共晶,纵向显微组织具有明显的方向性,Cr(Mo)相以片层状沿凝固方向分布。在所采用的温度和外加应力条件下,合金蠕变曲线均具有较短的减速蠕变阶段和相当长的稳态蠕变阶段及较高的蠕变应变,蠕变应变范围为15%～28%。蠕变过程发生动态回复和动态再结晶,蠕变过程是由扩散和位错蠕变共同控制。合金蠕变断裂主要受蠕变裂纹的形成与扩展的控制,蠕变断裂的方式为沿相界的剥离。