稀土元素对铝锂合金凝固组织影响的研究

研究了在铝-锂-铜-镁-锆合金中添加微量稀土元素对其凝固组织的影响.试验结果表明,稀土元素可以细化晶粒,显著减小二次枝晶臂间距,抑制合金元素的微观偏析,改善有害杂质铁的分布.     

铝锂合金YAG-MIG复合焊焊缝成形特征

基于铝锂合金激光电弧复合焊焊缝成形特征的分析,对5A90铝锂合金YAG-MIG复合焊接工艺展开研究.固定选取合理的焊接位置条件下,讨论了激光功率、焊接速度、焊接电流和热源作用间距等主要焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律.结果表明,两热源间距在0～6mm之间时有较好的复合效应;激光功率的增加对增大焊缝熔深和背面熔宽起主导作用;焊缝正、背面熔宽随着焊接速度的提高均明显减小,熔深亦有减小趋势;焊接电流加大时,焊缝熔深和熔宽显著增大.     

添加合金元素对改善快速凝固铝锂合金性能的作用

通过研制Al 2 .5Li,Al 2 5Li 0 2Zr,Al 2 5Li 1 2Mg 0 2Zr,Al 2 5Li 1 6Cu 1 2Mg 0 2Zr4种成分的快速凝固铝锂合金 ,研究了逐步添加合金元素Zr,Mg ,Cu对合金力学性能的影响。结果表明 :在快速凝固铝锂合金中逐步加入少量合金元素Zr,Mg ,Cu后 ,合金强度逐步增加 ,而延伸率无明显变化 ,这有助于强化合金基体和阻碍合金基体的剪切型断裂 ,有助于改善合金的综合力学性能 ,其中Al 2 5Li 1 6Cu 1 2Mg 0 2Zr合金综合力学性能最优 ,其密度、强度、塑性等都全面达到了国家高技术项目的技术指标。     

铝—锂合金垂直半连铸凝固过程温度场模拟

在阐述Ａｌ－Ｌｉ合金熔铸特点基础上讨论了该合金垂直半连续凝固过程温度场模拟问题讨论时,把问题当作稳态,并考虑结晶潜热,用交替隐式差分法计算了不同熔铸工艺条件的温度场,对计算结果作了分析,讨论并和实验结果作了对比,指出了熔铸工艺条件对温度场的影响。     

5A90铝锂合金激光焊焊缝微观组织特征

采用Nd:YAG激光焊进行了5A90铝锂合金薄板的对接试验,测试了接头横截面不同位置沿水平方向的显微硬度.利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了焊缝金属不同位置的显微组织变化.结果表明,焊缝区不同位置的显微硬度低于母材;焊缝熔合线附近出现了等轴晶粒细晶区(EQZ);5A90合金主要的析出强化相是δ’相,在焊缝金属不同位置都有LI2超点阵衍射斑点的出现,证实焊缝中有δ’相析出,但数量很少,这解释了焊缝显微硬度降低的原因.     

结构铝锂合金

在苏联的合金1420已给工业上广泛应用铝锂合金奠定了基础。在1960～1965年,和发现了具有较大的热处理强化效应的Al-Li-Mg系的合金有很宽的浓度区 (见图     

2091铝锂合金管材挤压态组织

采用光学金相、ＴＥＭ及Ｘ射线衍射等实验手段，研究了２０９１铝锂合金热挤压管材的显微组织特征。结果表明：在７７３Ｋ挤压时，管材纵向组织呈现部分再结晶特征。相组成物中除α（Ａｌ）相外，在部分晶粒内部还存在大量的Ａｌ３Ｚｒ、Ａｌ３Ｌｉ及Ａｌ３（Ｌｉ，Ｚｒ）粒子；另外，在亚晶内部和亚晶界上还有Ｓ和Ｔ１等相的析出。管材中还存在大量的蜷线位错和局部强烈变形带。     

铝锂合金熔炼及凝固成形技术研究进展

铝锂合金作为一种新型航空航天材料,因其具有低密度、高比强度和比刚度等优势,从而具有广泛的应用前景。现有关铝锂合金的研究多集中于微合金化及热加工工艺(如热挤压、热处理等),但忽视了热加工步骤前的原始铝锂合金锭料质量也会对合金最终性能产生很大影响。然而,目前对于铝锂合金锭料的熔炼及凝固成形技术的研究尚且不多。因此,本文从高真空和非真空两种环境下对铝锂合金锭料的制备技术进行了综述和总结,其中包括喷射成形、粉末冶金、超声辅助挤压铸造成形工艺等。本文深入分析了这些技术的优缺点,并提出制备铝锂合金锭料的一些新思路或展望。     

焊接工艺参数对铝锂合金激光焊焊缝成形的影响

通过3 mm厚5A90铝锂合金激光焊工艺试验,采用无量纲背宽比R表征焊缝截面,较系统地研究了激光功率、焊接速度和离焦量对焊缝成形的影响规律.结果表明,焊缝背宽比随激光功率的增大而增大,随焊接速度的增大而减小,且在离焦量为0～+1 mm范围内达到最大.激光功率和焊接速度的合理匹配,可以获得较好的焊缝成形.     

孕育剂Ti,Zr对2219 Al-Cu合金焊缝组织及性能的影响

研究了焊丝中添加孕育剂Ti,Zr对2219 Al—Cu合金MIG焊缝组织和性能的影响．实验结果表明,当焊丝中Ti,Zr添加量分别为0．26％和0．33％时,整个焊缝形成了全部等轴晶组织,并且沿晶界分布的共晶相的数量减少,显著提高了焊缝金属的抗拉强度和延伸率．在焊缝金属中,Ti,Zr以金属间铝化物质点的形式提供非均质形核的核心,促进了均匀、细小的等轴晶粒的形成．     

深过冷Cu-20%Pb亚偏晶合金凝固组织的细化机制

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究Cu-20%Pb亚偏晶合金的凝固组织,用BCT-LKT枝晶生长模型对深过冷凝固过程的热力学参数进行了计算,分析了过冷Cu-20%Pb亚偏晶合金的凝固机制.结果表明,在低过冷度下,Cu-20%Pb亚偏晶合金凝固组织由粗大的Cu枝晶和Pb相组成.随着过冷度的增大,Cu枝晶和Pb相细化,Pb相分布均匀.但在不同的过冷度范围,凝固组织细化机制不同.过冷度小于200 K时,快速凝固阶段结晶潜热集中释放造成的温度回升引起枝晶大量重熔是枝晶细化的主要因素;过冷度大于200 K时,枝晶高速生长导致枝晶各部位的不均匀收缩及枝晶骨架间液相的高速流动会使枝晶受力产生碎断,枝晶重熔和枝晶碎断共同作用使得枝晶发生细化.     

Ni-Cr二元合金焊接熔池中柱状枝晶生长模拟

通过构建元胞自动机与有限差分耦合的CA-FD(cellular automaton-finite difference)模型,实现Ni-Cr二元合金焊接熔池柱状枝晶生长过程的模拟,研究熔池边缘柱状晶的生长过程以及该过程中的溶质浓度分布形态。模拟结果再现了焊接熔池中二次、三次枝晶的生长,枝晶间的竞争生长以及晶界偏析等微观现象。基于模拟结果深入分析了焊接熔池中枝晶生长的特点,同时对溶质浓度场进行了定量分析。对模拟结果的分析表明,焊接熔池中枝晶间竞争生长激烈,枝晶形态复杂,枝晶偏析和晶界偏析显著。     

焊接速度对Mg-Mn系镁合金光纤激光焊接接头组织和成形的影响

采用大功率光纤激光器对Mg-Mn合金进行一系列激光焊接工艺试验,并对焊缝成形的形成规律、接头的微观组织进行研究。使用金相显微镜分析测试手段,研究光纤激光焊接接头各区域的显微组织,分析主要焊接参数(焊接速度)对焊接质量的影响。试验结果表明：当焊接功率为2 200 W、焊接速度为1 500～1 800 mm/min时,焊缝成形良好,无气孔缺陷。Mg-Mn合金激光焊接在不同的焊接参数下,焊缝的晶粒中均存在等轴晶和柱状晶,且晶粒主要组织为α-Mg固溶体和Mg8Ce金属间化合物。焊缝的组织形态受到焊接速度的影响比较明显,随着焊接速度的不断升高,焊缝的熔宽相应减小,且晶粒尺寸也随之减小。     

过冷Cu80Ni20合金熔体凝固组织的两次细化机制

在大气条件下,采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,在44K-176K过冷度范围内。研究了Cu80Ni20合金凝固组织的两次细化机制。第一类粒状晶的形成为熔断-再结晶机制．枝晶形成过程为：首先,快速凝固过程中的树枝晶发生严重重熔,形成树枝晶段;然后。树枝晶段通过外延生长后形成不稳定晶界,并在界面能驱动下与高温发生晶界移动和晶粒合并,形成再结晶晶粒。第二类粒状晶的形成为碎断-再结晶机制,在大过冷度下,快速凝固过程中液固相体积转变速率的提高,不仅使枝晶内部缺陷骤然增加,而且会导致固相内极高的应力和应变能。在应力作用下枝晶全面碎断,形成“网状枝晶块”,枝晶块通过内部缺陷和应变能的作用,发生界面的移动和合并即再结晶过程,形成第二类粒状晶。     

Gaseous hydrogen embrittlement of T-250 laser welds

The tensile properties of laser-welded T-250 maraging steel are measured, with attention paid to the influence of strain rate and gaseous hydrogen on the fracture behavior of welded specimens. Post-weld heat treatments are performed on laser-welded specimens to obtain underaged (WU), peak-aged (WP), and overaged (WO) specimens. Hydrogen embrittlement (HE) affects the tensile fracture behavior of the welded specimens; HE changes not only the fracture mode but also the fracture location. Without the influence of hydrogen, the fracture location is at the softest region, the weld metal (WM), and the fracture appearance reveals a ductile dimple fracture. For welds sensitive to HE, the fracture is initiated at the heat-affected zone (HAZ) with coarse grain size, and the associated fracture surface exhibits intergranular and quasi-cleavage fractures that are brittle in nature. In addition, the HAZ with coarse grain size is more prone to HE, as compared to other regions in the welded specimens. The WU specimens are susceptible to HE in air under a low strain rate, while the WP specimens are only susceptible to gaseous hydrogen embrittlement (GHE). However, the WO specimens are immune to GHE and insensitive to strain rate.     

过偏晶合金Ni-40%Pb深过冷凝固组织

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究过冷Ni-40%Pb(质量分数)过偏晶合金的组织演化规律. 结果发现 过偏晶合金在快速凝固阶段本质上是以枝晶方式生长; 当ΔT《50K时, 合金组织为粗大枝晶+枝晶间Pb相+团块状Pb相; 当100《ΔT《198K时, 合金组织宏观偏析严重; 当ΔT＝292K时, 合金组织呈粒状晶, 第二相均匀弥散分布. 分析表明凝固组织宏观偏析与快速凝固阶段固液相变速率和体系残余液相分数有关; 粒状晶粒化机制属于枝晶碎断再结晶机制.