7075铝合金半固态坯料的热轧组织与力学性能

采用热轧+半固态热处理+热轧的工艺制备出7075铝合金半固态板材,并对该板材进行了显微组织观察与力学性能测试。结果表明:7075铝合金半固态坯料热轧后,显微组织的α-Al固相颗粒沿RD(轧向)与TD(板宽向)方向拉长,而"液相"则变化不明显。半固态坯料热轧时,α-Al固相颗粒有较好的塑性变形能力,"液相"的塑性变形能力较差。最终得到的半固态板材力学性能为:屈服强度125 MPa,抗拉强度256 MPa,弹性模量6250 MPa,伸长率5.3%。拉伸断裂类型为准解理断裂,断口存在少量二次裂纹和孔洞,韧窝底部存在引起裂纹源的夹杂物或第二相粒子。     

热轧压下率对7075合金半固态显微组织的影响

研究不同压下率条件下的热轧+应变诱发熔化激活法(SIMA,strain-induced melt activation)工艺制备的7075合金半固态坯料组织的演变规律,分析了热轧SIMA工艺RD方向和TD方向半固态组织的区别,并探讨热轧SIMA工艺半固态组织形成机制。结果表明:随着热轧压下率的增加,半固态固相颗粒尺寸逐渐减小,颗粒的均匀性、球形率逐渐提高,液相率亦逐渐增加;但热轧压下率从60%提高到80%时,液相率变化不明显,此时TD方向的液相分布均匀,RD方向的液相则出现了明显的偏聚;热轧SIMA工艺的半固态显微组织形成机制遵循了SIMA技术原理。     

半固态触变模锻7A04合金的力学性能

采用2000 kN压力机,对半固态7A04合金进行了触变模锻实验.结果表明:半固态触变模锻成形可以获得组织致密、轮廓清晰、充型完整的成形件;半固态触变模锻件的微观组织和力学性能与坯料的制备方法有关,采用SIMA法所获得的成形件的微观组织为晶粒细小、均匀的再结晶组织,因此其组织致密,在拉伸过程中部分晶粒发生塑性变形,断口中多处出现撕裂棱,其力学性能明显好于挤压态坯料;在加热温度为600℃、保温时间为10 min时SIMA坯料模锻件的伸长率和抗拉强度最高,接近于热挤压态棒料的力学性能,优于同等条件下挤压态合金的半固态模锻成形件,其抗拉强度和伸长率分别提高11.8％和78.5％.     

预变形量对7075合金半固态组织与性能的影响

利用应变诱发熔化激活(SIMA)法制备了7075合金半固态坯料,分析了预变形量对坯料的显微组织及室温压缩性能的影响,研究了不同预变形量下的半固态坯料的室温压缩变形能力。结果表明,预变形量越大,7075合金半固态坯料的初生α-Al固相颗粒越细小、球形率越好,液相率越高,抗压强度与屈服强度随之逐渐升高;预变形量值达到12%以后,半固态组织形态与压缩力学性能都趋于稳定。同时,预变形量的增加,可有效提高7075合金半固态坯料的室温压缩变形能力,当预变形量达到12%以上时,坯料的塑性变形能力较强。     

铸锻复合一体化成形6061铝合金的组织和力学性能

采用铸锻复合一体化成形6061铝合金,研究启锻时间对6061铝合金的凝固、补缩、显微组织和力学性能的影响。结果表明:靠近锻压冲头面6061铝合金为流线变形组织,中间部位晶粒则被压扁压实,靠近下模部分的合金晶粒在模具激冷作用下得到细化。当启锻时间为3~4 s时,锻压作用能够对合金进行强制性补缩和压实组织,并产生塑性变形,避免了缩孔、裂纹和组织疏松等缺陷出现。随着启锻时间的延长,热处理前后铸锻件的抗拉强度和伸长率先增大再趋于平缓和减小,当启锻时间为4 s时,6061铝合金铸锻件的拉伸力学性能达到最高,未热处理的抗拉强度和伸长率分别为211.1 MPa和17.6%,热处理后的抗拉强度和伸长率分别为368.9 MPa和11.5%。     

外熔体温度对7075/6061复合铸锭组织与性能的影响

通过固/液复合铸造技术制备了具有"半固态显微组织/枝晶组织"分布特征的包覆型7075/6061复合铸锭,研究了外熔体温度对该复合铸锭界面组织形态与力学性能的影响规律,探讨了该复合铸锭的界面结合机制。结果表明:外熔体温度760℃、半固态坯料预热温度300℃、保温40 min、空冷条件时,制备的7075/6061双金属复合铸锭的显微组织分布与形态特征较好、抗压强度较高;随着外熔体温度的升高,内层7075合金半固态坯料的近球状α-Al固相颗粒逐渐粗大、球形化逐渐减弱;复合界面处内层半固态坯料局部重熔的现象逐渐增加,界面附近的半固态显微组织形态呈:球状固相颗粒合并长大、非球状化、枝晶化的演变规律;室温压缩时,复合铸锭以圆柱体轴线呈45°角方向裂开,而非复合界面方向。     

N04400冷轧管材组织与性能

对N04400合金钻孔管坯进行冷轧加工成管材,并进行了不同温度保温90min的真空退火处理,研究了加工态管材的组织与性能及退火温度对管材显微组织和力学性能的影响。结果表明,加工态时管材的显微组织沿轧制方向被拉长,抗拉强度为740MPa,屈服强度为695MPa,伸长率6.5%,屈强比为0.94;经600～650℃退火后,晶界更加清晰,显微组织仍为拉长的纤维状,强度较轧制态略有下降,伸长率稍有上升;700℃退火后,变形晶粒开始发生再结晶,抗拉和屈服强度急速下降,伸长率大幅上升;750℃退火后,组织发生了完全再结晶,力学性能变化缓慢。     

电磁搅拌制备的Al-5Ti-1B对6061铝合金显微组织和力学性能的影响

采用电磁搅拌连续铸挤工艺制备Al-5Ti-1B晶粒细化剂,研究了Al-5Ti-1B添加量对6061铝合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:添加质量分数为0.1%的Al-5Ti-1B,6061铝合金的显微组织从171μm的粗大枝晶细化成平均直径为70μm的等轴晶,合金的抗拉强度提高了26.47%,伸长率提高了50.91%。随着Al-5Ti-1B的质量分数从0.1%逐渐增加到0.5%,6061铝合金的晶粒进一步细化,抗拉强度和伸长率进一步提高,但晶粒细化效应逐渐减弱。当Al-5Ti-1B添加量为0.5%时,6061铝合金被细化为平均直径为37μm的等轴晶,合金的抗拉强度和伸长率分别为243 N/mm2和10.5%。与未添加Al-5Ti-1B的6061铝合金相比,抗拉强度和伸长率分别提高了42.95%和90.91%。     

汽车用高强5754铝合金的轧制工艺

以汽车用高强5754铝合金为研究对象,研究了热轧温度、冷轧变形量等因素对合金力学性能与显微组织的影响。研究结果表明:汽车用5754铝合金板材在400~440℃之间进行热轧处理,板材的热轧效果良好,无明显裂纹产生;随着热轧温度的上升,合金板材的抗拉强度与伸长率都降低,400℃时热轧样品的抗拉强度与伸长率取得最大值;当冷轧变形量在35%~65%之间变化时,合金板材的抗拉强度与屈服强度都逐渐上升,而伸长率逐渐降低,力学性能的变化主要发生在45%变形量至55%变形量之间。     

6061合金外熔体温度对7075半固态合金固相颗粒定向生长的影响

利用固/液复合铸造技术,将液态6061合金熔体包覆7075合金半固态坯料,制备出包覆型7075/6061双金属复合铸锭。研究了外熔体温度对包覆型7075/6061双金属复合铸锭半固态颗粒生长形态的影响。结果表明:在固/液复合铸造工艺条件下,受到6061合金外熔体温度的影响,内层7075合金半固态固相颗粒沿平行于复合铸锭轴向方向发生了定向生长;随着外熔体温度的升高,内层半固态固相颗粒定向生长速率显著增大;而靠近复合界面处的半固态固相颗粒定向生长速率远大于复合铸锭心部的半固态固相颗粒定向生长速率;外熔体温度越高,半固态显微组织的晶界激活能或表观激活能越低,越有利于半固态固相颗粒发生定向生长。     

冷轧和退火处理对C-276镍合金管材组织与力学性能的影响

对C-276镍合金管材进行冷轧,并进行了不同温度的退火处理,研究了冷轧加工和退火处理对镍合金管材显微组织和力学性能的影响。结果表明:管材经50%变形量冷轧加工后,晶粒破碎,显微组织沿轧制方向呈现纤维状,抗拉强度1210 MPa,屈服强度1000 MPa,伸长率22%;1000℃退火时,显微组织处于回复阶段,仍为拉长的纤维状,抗拉强度为1160 MPa,屈服强度815 MPa,伸长率26%;1050℃退火时,轧制流线消失,部分组织发生再结晶,抗拉强度1050 MPa,屈服强度750 MPa,伸长率32%;1100℃退火时,显微组织发生完全再结晶,抗拉强度868 MPa,屈服强度397 MPa,伸长率53%,强度大幅下降,伸长率大幅上升;1150℃退火时,晶粒与1100℃退火相比没有明显变化,力学性能稳定,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为838 MPa、379 MPa和54.5%。     

变形工艺对LA91镁锂合金显微组织及力学性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、单轴拉伸研究了LA91镁锂合金在不同加工状态下的显微组织和力学性能。结果表明,经挤压变形后,LA91合金的组织呈现一定的取向性,晶粒沿挤压方向被拉长。经轧制变形后,该合金的组织得到细化,出现了纤维组织,取向性更加明显。轧制态LA91合金较挤压态该合金的力学性能得到一定的提高,其抗拉强度达176 MPa,伸长率最高达到40%。     

7A04合金半固态模锻件热处理后的性能及组织

以生产的7A04合金挤压棒材为原料,采用SIMA法制备半固态坯料.研究挤压态和挤压后冷变形态经热处理后的力学性能、化学成分、显微组织以及断口形貌的变化.结果表明热处理后的显微组织都发生了很大的变化,在晶界上有近似强化相Al2CuZnMg形成,同时晶粒边界硬而脆的共晶相得到改善,从而提高了合金的抗拉强度和伸长率.     

钛合金体育器械的超塑性变形行为研究

对钛合金体育器械进行了超塑性变形行为研究,分析了不同变形温度和应变速率下合金的断后伸长率、显微组织的变化规律,并分析了超塑性变形机理。结果表明,变形温度的升高或应变速率的降低可使得试验合金的断后伸长率增加,不同温度和应变速率下合金的断后伸长率都超过了100%;随着变形温度的升高,合金中α相的数量逐渐减少,形态也逐渐从沿变形应力方向拉长的长条状向短棒状或者等轴状转变;随着应变速率的降低,合金中α相的尺寸逐渐增大,且β晶粒逐渐从沿应力方向拉长状转变为等轴状,β相小角度晶界数量也呈现逐渐减少的趋势;试验合金超塑性变形的主要机制为位错运动,而少量再结晶晶粒的产生并不是超塑性的主要机制。     

变形工艺对AZ31B镁合金薄板组织与力学性能的影响

将不同厚度的铸态AZ31B变形镁合金板加热至673K,进行多道次轧制,每道次的下轧量约为1mm.最终轧制成2mm厚的薄板.对热轧板进行523Kx60min的退火处理;并对热轧态和退火态的薄板进行组织观察与力学性能测试.结果表明,AZ31B镁合金铸板经过热轧后,组织得到明显细化,力学性能得到大幅度提高.当应变量为1.4时,热轧态AZ31B镁合金板材的抗拉强度为290MPa,伸长率为18％;热轧板经523Kx60min退火处理后,合金的抗拉强度较热轧态略有下降,但伸长率大幅度提高,合金呈现良好的组织与力学性能.     

半固态压铸过共晶铝硅合金的组织与性能

通过连铸技术以及二次感应加热技术制备过共晶铝硅合金半固态坯料,将半固态坯料压铸成形,获得半固态压铸试样。之后对试样进行T6热处理,并对热处理后的组织和性能进行分析。结果表明,半固态压铸过共晶铝硅合金与原过共晶铝硅合金相比,硬度提高了24%,抗拉强度提高了24%,伸长率提高了70%,磨损率降低了11%。     

轧制变形对CrCoNi中熵合金组织及性能的影响

通过真空悬浮熔炼炉熔炼制备了CrCoNi中熵合金,采用900 ℃热轧(变形量50%)、500 ℃温轧(变形量50%)获得轧制板材,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、硬度计和万能试验机,研究轧制变形对合金组织结构和力学性能的影响。结果表明:CrCoNi中熵合金铸态时为简单的单相FCC固溶体结构,随着轧制变形的进行,无新相产生;CrCoNi合金有较好的塑性变形能力,塑性变形后其力学性能得到大幅度的提升,热轧后,其抗拉强度能达到890 MPa,伸长率能达到60%,并且通过加大变形量以及热轧+温轧的组合可实现强度的进一步的提升;严重的晶格畸变、加工硬化以及细晶强化共同促进了其高强度与良好韧性的结合。     

汽车用AZ31镁合金与6061铝合金的异质搅拌摩擦焊工艺研究

采用适当的焊接工艺,实现了汽车用AZ31镁合金与6061铝合金异质金属间的对接搅拌摩擦焊,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,该异质搅拌摩擦焊接头具有较佳的力学性能,接头的室温抗拉强度为243 MPa,是AZ31母材的93.8%、6061母材的78.4%;接头的室温伸长率为8.5%,是AZ31母材的89.5%、6061母材的70.8%。     

温度对大应变轧制Al-Mg-Si-Cu-Zr合金的组织及性能的影响

在250、300、400℃下分别对Al-0.75Mg-0.75Si-0.8Cu-0.7Zr合金进行大应变轧制变形,采用拉伸性能测试和扫描电镜(SEM)等研究了轧制温度对不同处理态合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:在250℃轧制时,Al-0.75Mg-0.75Si-0.8Cu-0.7Zr合金的抗拉强度为204 MPa,伸长率为15.2%;随着轧制温度的升高,强度逐渐降低,而伸长率不断增大;合金经300℃热轧+510℃×80 min+195℃×13 h+冷轧加工后的晶粒最为细小,其综合力学性能最好,抗拉强度为475 MPa,伸长率为8.13%,断口上分布着大量细小均匀的韧窝。     

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%。