应力应变状态对蠕变时效7050合金硬化行为及拉伸性能的影响

通过三点弯曲加载方式对7050铝合金板材进行蠕变时效处理,研究了蠕变时效过程中的应力和应变状态对合金的时效硬化行为、拉伸性能及其各向异性的影响。结果表明,蠕变时效降低了合金的峰值时效硬度,应力状态对蠕变时效合金的时效硬化行为有一定的影响,压应力延长了合金达到峰值时效的时间,且压应力状态时效合金的峰值硬度比拉应力状态时效合金的峰值硬度稍低;在弹塑性应变状态下进行蠕变时效的合金具有较高的起始硬度,但在蠕变时效过程中,合金的硬化速率明显低于在弹性状态下进行蠕变时效的合金,当达到峰值时效时,弹塑性应变状态和弹性应变状态蠕变时效合金的硬度没有明显差别;与无应力时效合金相比,蠕变时效合金的强度和塑性都有所下降,弹塑性状态蠕变时效合金的强度和塑性比弹性状态蠕变时效合金的强度和塑性下降幅度稍大,但总体上,应变状态对蠕变时效合金拉伸性能的影响较小;蠕变时效7050合金的拉伸性能仍具有明显的各向异性,但在弹塑性状态下进行蠕变时效可以减小合金垂直于变形方向上的拉伸强度的下降。     

工艺参数对2124合金蠕变时效成形的影响

对2124铝合金板状试样在185℃,时效5～15 h及试验应力为150～250 MPa条件下,采用RWS50型电子式蠕变松弛试验机进行拉伸蠕变时效成形试验,得到了不同时效时间和试验应力下材料的蠕变应变.通过金相观察、硬度(HV)测试等方法,在185℃×8 h、185℃×12 h,试验应力为200～250 MPa条件下,得到了材料蠕变时效后的金相组织和室温硬度.结果表明,时效时间和试验应力对材料的成形有较大的影响.在185℃×(0～15)h,200 MPa应力条件下,材料的硬度随时效时间的增加而增加.在15 h时,材料达到最大硬度(HV)为136.7.蠕变速率、应变量和晶粒尺寸随时效时间、试验应力的增加而增大.     

2124合金淬火后的室温停留效应

为了探明2124合金的淬火后室温停留效应对合金力学性能的影响并找到应对措施,运用拉伸试验、硬度试验、电导率测试、DSC测试、XRD实验、EDS、TEM实验手段对2124合金淬火后室温停留不同时间的力学性能、相变过程及显微组织进行分析。结果表明:合金淬火后室温停留降低2124合金随后185℃人工时效的峰值强度,屈服强度最大降低60 MPa,伸长率略有升高,但低于1.5%;室温停留阶段合金内部析出物为GPB区,并且位错密度降低;室温停留24 h后185℃人工时效阶段主要强化相S相的析出激活能由淬火后直接时效的56.8k J/mol上升至72.7 k J/mol,室温停留阶段位错密度的降低抑制了S相的非均匀析出是导致S相析出激活能升高的原因之一;在淬火后对材料进行3%冷变形即可消除室温停留对2124合金强度、硬度带来的不利影响。     

欠时效态7150合金的高温回归时效行为

通过维氏硬度、电导率及拉伸性能测试和TEM观察研究欠时效状态7150合金的高温回归时效行为。结果表明:回归过程对合金的硬度和电导率影响显著。随着回归温度的提高,回归曲线上的谷值点变低,达到谷值点所需的时间变短;在190℃回归超过30 min后,晶界析出相明显粗化,并且断开;经过(110℃,16 h)+(190℃,120 min)+(120℃,24 h)的三级时效处理后,合金的抗拉强度为595 MPa,屈服强度为565 MPa,伸长率为12.5%,电导率为21.9 MS/m。采用此三级时效制度,合金的电导率较高,强度损失较小。此三级时效处理具有较长的第二级高温时效时间,适宜工业化操作。     

蠕变时效应力对Al-Li-S4合金变形及组织性能的影响和本构模型

对Al-Li-S4合金进行了固溶、淬火及不同应力的高温蠕变时效试验,对蠕变后的试样进行了力学性能测试及TEM微观组织观察,研究了蠕变时效应力对该合金变形行为及微观组织与力学性能的影响。结果表明:与无应力时效相比,材料的强度及蠕变速率都有明显的提升。通过对蠕变行为的分析,建立了Al-Li-S4合金的本构模型,进一步对试验数据回归,得到了蠕变本构方程中的材料常数。     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金型材的回归再时效析出行为研究

采用拉伸试验、硬度测试、电导率测试和透射电镜分析等方法研究了Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金型材在180℃回归再时效阶段的析出行为。结果表明,合金在回归处理开始阶段,大部分的GPI区和部分尺寸细小的η’相迅速回溶到基体,合金的强度和硬度值降低至最小值;随着回归时间的延长,晶内析出了高温稳定性更好的η’相和GPII区,合金的强度和硬度值升高;进一步延长回归处理时间,合金中部分的η’相开始转变为η相,合金的强度和硬度值略有下降。再时效阶段,合金在较低的温度继续析出GPI区和较小尺寸的η’相,合金的强度和硬度值小幅增大。     

双级时效对7085铝合金组织和性能的影响

采用硬度、电导率、力学拉伸、慢应变速率拉伸试验及透射电镜等测试分析方法,研究双级时效对7085铝合金组织和性能的影响。结果表明:预时效热处理主要析出相为GP区和η′相,预时效时间对合金硬度和电导率的影响较小。随着第二级时效时间的延长,合金的抗拉强度和屈服强度先增大后减小,电导率和抗应力腐蚀性能提高,晶界析出相由连续分布变为非连续分布。第二级时效温度越高,合金强度随时效时间的延长,降低得越显著。采用(110℃,6 h)+(160℃,12 h)双级时效热处理,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率及电导率分别为515MPa、487MPa、11.7%、38%(IACS)。     

7055铝合金蠕变试验及本构模型建立

对7055铝合金在时效温度155℃、不同应力水平和时效时间条件下进行多组蠕变试验,分析蠕变时效对微观组织和力学性能的影响。基于Kowalewski的蠕变应变本构模型,并通过分析微观组织演变建立的析出相长大模型与析出相强化模型,确立了能够较好描述材料蠕变行为的蠕变-时效统一本构模型;通过遗传算法得到了本构方程的材料参数。     

应力对蠕变时效2524合金微观组织的影响(英文)

研究了2524合金(Al-4.3Cu-1.5Mg)通过蠕变机器施加不同应力(0、173和250 MPa)在170℃时效的微观组织变化,测定了不同应力下的硬度曲线,并利用透射电镜(TEM)观察相应的微观组织。结果表明:施加应力的样品,时效后其峰值硬度增加,而达到峰值硬度所需的时间缩短;时效成形后,S(Al2CuMg)相长度变短,而密度增加;弹性应力下GPB区对峰值硬度起主要作用。     

蠕变时效工艺参数对7475铝合金力学性能的影响

以7475-T7351铝合金材料为研究对象,对其在145℃、150℃、155℃和160℃条件下进行了不同应力水平的单向拉伸蠕变持久试验,研究了该材料的蠕变时效行为。考虑材料不进入蠕变第三阶段且获得较大蠕变变形量的要求,确定了最佳时效温度为155℃及其对应的应力范围和时间。在155℃下对蠕变后的试件进行强度校核试验和微观组织观察与分析,结果表明,7475-T7351铝合金在240MPa~300MPa应力作用下进行时效成形,材料蠕变后的力学性能未明显下降,能够满足实际工程应用的强度要求。