等通道挤压对7075铝合金组织与力学性能的影响

通过对粉末冶金法制备的7075铝合金在150~400℃进行1~4道次等通道挤压(ECAP),采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了挤压工艺对7075铝合金显微组织和力学性能的影响。研究表明:挤压后7075铝合金试样表面的光滑度随着挤压温度的升高显著提高。随着ECAP温度的升高,7075铝合金的抗拉强度先升高后降低,伸长率变化趋势相反,ECAP温度为250℃时,7075铝合金综合性能最佳。随着ECAP道次的增加,合金致密度、硬度及室温抗拉强度明显提高,伸长率先降低后提高;在2道次ECAP后,由于细晶强化与位错强化的双重作用,合金抗拉强度达到375 MPa。     

等径角挤压汽车用高强铝合金的组织和性能

对汽车用7075高强铝合金进行了等径角挤压,对比分析了挤压前后的显微组织和力学性能。结果表明:等径角挤压后试样的平均晶粒尺寸为3.5μm,比等径角挤压前减小7.5μm;抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别达到612MPa、540 MPa、16.4%,比等径角挤压前增大38 MPa、35 MPa、4.8%。等径角挤压明显提高了汽车用7075高强铝合金的力学性能。     

双级时效处理7075铝合金既改善性能又节能

介绍国外学者对7075铝合金挤压件进行不同工艺的人工时效处理,通过硬度、力学性能测试和透射电镜显微组织研究表明,双级时效可加速7075铝合金材料的沉淀动力学和改善其力学性能。采用121℃55 min+177℃55min双级时效制度处理7075铝合金挤压件达到的峰值硬度,与121℃48 h单级时效达到的峰值硬度相当,但时效时间由48 h缩短到2 h。而177℃单级时效所能达到的峰值硬度则低很多。强度和塑性的变化趋势与峰值硬度的变化趋势一致。     

7075铝合金管材挤压成形及对性能影响

对7075铝合金管材挤压成形进行了实验研究，测试了管材挤压成形时挤压力变化规律和变形程度对挤压后管材力学性能的影响规律，指出，7075铝合金管材挤压成形时必须严格控制坯料温度，模具预温度，润滑方式，挤压速度，挤压比等工艺参数。     

复合环缝式电磁搅拌对7075铝合金挤压铸造组织及性能的影响

开发了复合环缝式电磁搅拌(Multi-Annular Electromagnetic Stirring,M-AEMS)熔体处理方法,并研制了M-AEMS熔体处理装置。采用该装置对7075铝合金进行了熔体处理,并经挤压铸造直接成形。结果表明,经M-AEMS处理后挤压铸造成形的7075铝合金铸件的平均晶粒尺寸减小且均匀性均明显提高,宏观偏析也得到明显改善,经T6处理后,铸件的力学性能达到锻件水平。     

7075铝合金挤压棒材表面起泡的原因分析

采用正交试验对7075铝合金挤压棒材表面起泡的原因进行了分析。结果表明:7075铝合金挤压棒材表面起泡主要来源于挤压过程中挤入的气体和夹杂。另外,固溶热处理不当会促进表面成层缺陷处产生气泡。通过优化挤压工艺和模具导流腔设计可消除挤压棒材的表面起泡,降低固溶加热炉内水汽含量并采用合理的热处理工艺可避免淬火后棒材表面起泡。     

7075铝合金传动轴空心轴身的挤压铸造工艺研究

采用挤压铸造工艺制备了7075高强铝合金传动空心轴缩比件,并对其轴身的组织性能进行了研究.结果表明,在浇注温度与模具温度分别为700 ℃与250 ℃条件下,随着挤压压力的增大,可逐渐获得结构致密、晶粒细小、力学性能优异的挤压铸造高强铝合金管坯,当压力为160 MPa时,管坯的微观组织呈树枝状、颗粒状与蔷薇状相混合的结构形态,且其抗拉强度及伸长率均达到最大值,分别为545 MPa与8%;断口分析发现,随着挤压压力的增大,7075铝合金经挤压后的断裂模式由解理断裂逐渐转变为塑性断裂.     

搅拌摩擦通道挤压制备碳纳米管增强7075铝基复合材料

搅拌摩擦通道挤压是作者基于搅拌摩擦焊接和等通道转角挤压提出的一种固相状态制备金属基复合材料的新方法。采用搅拌摩擦通道挤压方法，通过添加不同体积分数的碳纳米管（CNTs）(0%、2%和4%)，制备了碳纳米管增强7075铝合金基复合材料（CNTs/Al-7075）。通过光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察并分析了CNTs在Al-7075基体中的分布特征，以及复合材料的细晶组织和第二相颗粒特征。采用固溶和时效处理改善CNTs/Al-7075复合材料的组织和力学性能。结果表明，采用搅拌摩擦通道挤压方法可以制备CNTs分布均匀的CNTs/Al-7075复合材料，实现7075铝合金基体晶粒细化，通过引入CNTs增强相可获得更为细小的晶粒组织。随着CNTs体积分数增加，CNTs/Al-7075复合材料的晶粒更加细化。固溶和时效处理改善了搅拌摩擦通道挤压制备的7075铝合金和CNTs/Al-7075复合材料的第二相析出行为，使材料的显微硬度得到提高。CNTs/Al-7075复合材料的强化机制综合了细晶强化、位错强化、载荷传递和第二相强化，其中以第二相强化为主。     

7075铝合金挤压型材时效工艺研究

研究了不同时效制度对7075铝合金挤压型材组织和性能的影响,通过力学性能检验、微观组织分析、剥落腐蚀的检验对三种时效制度进行对比,旨在为提高7075铝合金综合性能提供参考。     

压头温度对挤压铸造7075半固态组织均匀性的影响

应用DEFORM-3D软件对7075铝合金半固态挤压铸造充型过程进行了模拟,研究了压头预热温度对7075铝合金杯形件充型过程的影响。在模拟的基础上,利用压力机及杯形试验模具,进行了半固态7075铝合金流变挤压铸造成形,分析了压头预热温度对7075铝合金杯形件半固态挤压铸造组织均匀性的影响。模拟和试验结果表明,压头预热温度越高,充型越平稳;在合金温度为628℃,成形比压为50 MPa,成形速度为3.5mm/s的条件下,随着压头预热温度的增加,杯形件的液相偏析度减小,组织更加均匀。当压头温度为400℃时,杯形件的液相偏析度最小,为14.02%。     

直齿圆柱齿轮半固态挤压成形的数值模拟研究

采用商业有限元软件DEFORM-3D对7075铝合金直齿圆柱齿轮半固态挤压成形过程进行了数值模拟,得到其变形过程中的流动速度场和压力-行程曲线,分析了金属流动的规律.模拟分析结果表明,可以实现对7075铝合金的半固态挤压充型的模拟,进而获得充型完整、内部组织致密的成彤件.     

CuO表面改性SiC_p增强7075Al复合材料的组织性能

为了改善SiC_p与7075铝合金基体之间的润湿性,采用化学沉积法在SiC_p表面形成CuO包覆改性,通过挤压铸造工艺制备了改性SiC_p增强7075Al复合材料,并对复合材料的力学性能、显微组织进行分析。结果表明,SiC_p表面CuO改性是一种经济有效的,能提高SiC_p与7075铝合金基体间浸润性的表面改性方式。经改性处理后的SiC_p在基体中均匀分布。同时,改性SiC_p与基体结合良好,改性复合材料表现出较好的力学性能,抗拉强度达到378 MPa。     

不同铸造方法对7075铝合金热导率及力学性能的影响

采用金属型铸造、液态挤压铸造和半固态挤压铸造方法制备了7075铝合金,研究了不同铸造工艺对7075铝合金热导率与力学性能的影响。结果表明,金属型铸造晶粒粗大,产生枝晶偏析降低塑韧性,抗拉强度及伸长率最小,分别为121 MPa和2.78%,但晶粒粗大使热量传导路径宽,对电子散射几率小,电子的平均自由程较长,热导率相对较高,达到了139.67W/(m·K);液态挤压铸造晶粒细化,抗拉强度和伸长率分别为239MPa和5.75%,但晶粒细小且枝晶臂较多,对电子散射程度大,热导率最低,为120.94W/(m·K);半固态挤压铸造的晶粒致密细小且圆整,抗拉强度及伸长率最高分别达到248MPa和7.46%,且热导率为126.07W/(m·K)。     

稀土Y对回归再时效后挤压态7075铝合金微观组织和力学性能的影响

通过反向挤压工艺将添加了0.2％稀土Y的7075铝合金铸锭挤压成棒材,随后进行固溶和回归再时效.通过扫描电子显微镜、X射线能谱仪和电子背散射衍射等技术研究了稀土Y的添加对经过回归再时效处理的挤压态7075铝合金微观组织的影响,分析了合金的力学性能变化.结果表明,Y的添加可以细化合金的晶粒尺寸,提高合金的再结晶程度;Y的...     

旋转摩擦挤压7075铝合金组织及第二相形貌

采用旋转摩擦挤压法(RFE)加工T6态7075铝合金,对挤压后的7075铝合金进行热处理,观察了7075铝合金的显微组织和第二相变化,测试了加工后材料的显微硬度。结果表明,RFE态的7075铝合金为未完全再结晶的细小等轴晶,平均晶粒尺寸约为15μm。经热处理后,铝合金中未发生再结晶的晶粒继续完成再结晶,晶粒尺寸进一步细化均匀,约为8μm。RFE加工使7075铝合金中保留的初生金属间化合物尺寸变小,原沉淀析出的第二相(MgZn_2相)在RFE加工过程中大部分发生重溶,未重溶的MgZn_2相发生粗化,经热处理后7075铝合金中析出的MgZn_2相尺寸细小,呈弥散分布。RFE态7075铝合金显微硬度低于基材,但经T6热处理后,其硬度为177.5HV,高于基材,7075铝合金中第二相对基体的强化效果较细晶强化作用更显著。     

挤压态7075铝合金再结晶经验模型及应用

通过等温压缩试验和定量金相分析研究挤压态7075铝合金在变形温度为250~450℃、应变速率0.01~10 s?1下的变形行为和组织演化规律,得到不同变形条件下的真应力—应变曲线、平均晶粒尺寸、再结晶晶粒尺寸及再结晶分数。基于Yada模型通过统计回归建立挤压态7075铝合金动态再结晶经验模型并进行验证。结果表明:所建立的Yada再结晶模型误差平均值达到5%;通过二次开发实现了再结晶模型与Deform-3D软件的结合,并进行单向墩粗模拟验证,结果表明该模型预报精度较好。采用所建立的Yada再结晶模型研究7075铝合金三通件多向加载成形过程组织演化,获得加载路径对工件晶粒尺寸特征的影响规律。     

基于人工神经网络的7075高强铝合金反向挤压工艺构建及优化控制策略

基于7075铝合金工业生产的反向等温挤压流程，通过有限元模拟和人工神经网络相互结合建立了数字工艺优化模型。首先，模拟了7075铝合金的反向挤压过程，模拟与试验的载荷误差不超过6.5%。随后对216组不同反向挤压工艺流程进行了数字建模，获得了挤压控制工艺、型材出口温度与成品性能的映射关系。将生成的反向等温挤压数据集用于构建反向传播神经网络。结果表明，该人工神经网络能精确预测反向挤压工艺参数与材料性能的关系，预测平均误差为0.83%,在此基础上建立了三维挤压成形极限图，为快速反向等温挤压质量控制提供了依据。     

流变挤压铸造7075铝合金的组织及力学性能

以7075铝合金为例,对变形铝合金流变成型的组织和力学性能进行了研究,探讨了采用流变成型方法生产高性能变形铝合金的可行性。试验证明,通过斜坡冷却法直接获得半固态浆料,结合特殊的挤压铸造工艺,获得了组织致密,无微观气孔、微观缩孔的优良工件。通过3个成形比压水平(80MPa,87MPa,95MPa)和3种热处理制度下7075铝合金的组织性能对比,发现流变成形工件的性能远优于同等材质的金属型普通铸造工件,最高抗拉强度达到502MPa,接近于锻件水平,随着比压增大,工件的致密度随之提高,但强度提高不明显。不同热处理对于流变成形7075变形铝合金的抗拉强度影响不明显,但时效作用对于伸长率影响很大。     

挤压态7075铝合金高温流变行为及神经网络本构模型

采用Gleeble1500D热模拟实验机研究挤压态7075铝合金在变形温度为250～450℃、应变速率为0.01～10s-1下单道次压缩过程的高温流变行为。结果表明:材料在350℃及以下变形时,流变应力曲线呈动态回复型;在温度为350℃以上、应变速率为0.1s-1时,流变曲线局部陡降明显;当应变速率为10s-1时,流变曲线发生波动,呈动态再结晶型;挤压态7075铝合金的流变应力曲线峰值应力及稳态应力均高于铸态合金的,且在变形温度较高时,挤压态材料更易于发生动态软化。基于BP神经网络建立挤压态7075铝合金的本构关系模型,预测值与实验值对比表明:所建立的本构模型整体误差在5.35%以内,拟合度为2.48%,该模型可以用于描述7075铝合金的高温变形流变行为,为该合金热变形过程分析和有限元模拟提供基础。     

杂质元素含量对7075铝合金组织和性能的影响

研究了Si含量变化对7075铝合金显微组织、显微硬度和拉伸性能的影响。结果表明,Si的加入使7075铝合金第二相粒子增多;Si主要以杂质相形态弥散分布在晶粒内或位于晶界处;随着Si含量增加,7075铝合金表面显微硬度增加,拉伸强度和伸长率先增加后减小;Si含量为0.2%时,7075铝合金拉伸强度达到621.3MPa,伸长率为14.5%,拉伸性能达到最佳。