7A09铝合金热精轧板热处理工艺研究

通过拉伸试验、显微组织、扫描电镜及差热扫描量热分析等手段,研究固溶处理制度对7A09铝合金热精轧板组织及性能的影响。结果表明,7A09铝合金板材经过470℃1 h+482℃1 h+490℃20 min强化固溶处理,然后进行120℃24 h时效后,其横向抗拉强度为607 N/mm~2,屈服强度为517 N/mm~2,伸长率为15.3%,且合金中S(Al2Cu Mg)相回溶。     

微合金元素对7N01铝合金板材组织与疲劳性能的影响

通过金相组织、力学性能、疲劳性能检测及透射电镜分析,研究了微合金元素对7N01-T4铝合金板材的组织和疲劳性能响。结果表明,低Zr、Cr含量的7N01-T4铝合金板材表层存在明显粗晶层,高Zr、Cr含量的板材没有粗晶层,且组织较均匀;自然时效30 d的低Zr、Cr含量的7N01-T4铝合金板材的抗拉强度比高Zr、Cr含量的约低30 N/mm~2,两种成分板材的纵向强度均高于横向强度10 N/mm2以上,伸长率则约低3%;低和高Zr、Cr含量的7N01-T4铝合金板材疲劳强度平均值分别为130 N/mm~2和142 N/mm~2;95%置信度、50%可靠度下的条件疲劳强度分别是124N/mm~2和135 N/mm~2;Zr和Cr元素显著影响合金的组织和综合性能。     

退火工艺对5052铝合金板材力学性能和成形性能的影响

对5052铝合金板材进行了再结晶退火,通过组织观察、单向拉伸、杯突试验、筒形件拉深试验,分析了不同退火温度和保温时间对板材显微组织、力学性能和成形性能的影响。结果表明,经340℃保温1 h再结晶退火处理后,5052铝合金板材显微组织为均匀等轴晶粒;抗拉强度为181 N/mm2,伸长率达到22.36%,杯突值为7.59 mm,极限拉深比为2。显微组织、力学性能和成形性能的配合较好。     

7A04铝合金超厚板的淬透性

采用万能力学试验机、光学显微镜、扫描电镜等手段,研究了7A04铝合金超厚板的显微组织、性能及淬透性。结果表明:225 mm厚的7A04铝合金热轧板材经过475 ℃×340 min的固溶淬火处理后,再进行120 ℃×24 h 时效,其表面的力学性能最好,抗拉强度为584 MPa,屈服强度为500 MPa,伸长率为11%;T/4厚度层力学性能最差,抗拉强度为396 MPa,屈服强度为257 MPa,伸长率为11%,强度与表面分别相差32%、49%。淬透深度为单面32 mm。通过调控化学成分、加大轧制压下量、增加淬火冷却速率等可改善板材表心力学性能之差,并提高淬透性。     

汽车用高性能3004铝合金板材生产工艺研究

对汽车用3004铝合金板材的生产工艺进行了研究,通过控制合金化学成分,试验研究冷轧工艺路线、退火温度对3004铝合金板材组织与性能的影响,确定了对热卷采用多道次冷轧至成品厚度板材的工艺路线,成品退火制度为340℃(11+1)h。生产出的0.4 mm厚度板材抗拉强度为180 N/mm2～185 N/mm2,伸长率为19.1%～20%,均超过标准规定值及用户的要求值,深冲性能良好,满足汽车用材的要求。     

固溶处理对7075/6009层状复合材料组织与性能的影响

通过分析7075/6009铝合金层状复合板材内层显微组织与显微硬度分布,研究了固溶处理对板材内层显微组织与力学性能的影响。结果表明:在470～500℃范围内,随着固溶温度的升高,板材内层和过渡区的显微硬度值呈先升后降的趋势,在485℃时达到峰值,而外层显微硬度值呈上升趋势;内层显微组织在485℃时残留的颗粒相数量最少,而在500℃时发生"过烧"。在15～300 min内,板材内层和过渡区显微硬度值在30 min时达到峰值,而外层显微硬度值变化不明显;内层显微组织随着固溶时间的延长而变粗大,残留颗粒相数量在30 min后趋于平衡。通过T6热处理工艺:485℃固溶30 min+水淬+175℃时效8 h,7075/6009铝合金层状复合板材可获得较高的力学性能:抗拉强度为404 MPa,屈服强度为364 MPa,伸长率为15.3%;同比T6热处理的6009铝合金板材,其抗拉强度提高36%,屈服强度提高75%,但伸长率降低16%。     

Sc、Zr、Yb元素对Al-Zn-Mg合金组织和性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-Zn-Mg-Zr和Al-Zn-Mg-Zr-Sc-Yb合金板材,通过力学性能测试、金相显微镜观察、XRD衍射分析等手段,对其不同状态的组织、性能进行了对比。结果表明,与Al-Zn-Mg-Zr合金相比,Al-Zn-Mg-Zr-ScYb合金板材的冷轧态金相组织为更细小的纤维组织,固溶态较多地保留了未再结晶组织,固溶-时效后的屈服强度和抗拉强度比Al-Zn-Mg-Zr合金板材的分别提高了75 N/mm~2和67 N/mm~2。     

时效对Al-Zn-Mg-Mn-Zr-Cr-Y合金挤压材组织与性能的影响

采用硬度和拉伸力学性能测试以及TEM组织观察分析,研究了一种中强可焊Al-Zn-Mg-Mn-Zr-Cr-Y合金的时效制度与组织性能的关系。结果表明,该合金合适的单级时效温度为120℃,且随着时效时间的延长具有二次强化现象,出现峰值的时间分别在24 h和72 h。产生强化的主要原因为GP区的形成和η'相的析出。时效第一峰处合金有较好的综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为445 N/mm~2、350 N/mm~2、15.3%。该合金最佳的双级时效制度为120℃6 h+145℃10 h,经其处理后的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为447 N/mm~2、359 N/mm~2、17.2%,双级时效使合金的伸长率有所提高。合金晶内析出相主要为η'强化相,晶界上出现不连续分布的平衡相和较窄的无析出带(PFZ)。     

板厚对Ti60钛合金电子束焊接头显微组织及力学性能的影响

研究了不同厚度Ti60钛合金板材电子束焊接接头的显微组织与力学性能。研究结果表明,不同厚度Ti60合金板材的焊接接头均由熔合区、热影响区和母材区组成,熔合区由粗大的柱状晶组成。板材厚度对柱状晶内部显微组织影响很小,不同厚度的板材熔合区柱状晶内的显微组织相似,均由细小的片层α相和少量β相组成,不同厚度的板材电子束焊接接头熔合区均具有较高的硬度和强度。700℃焊后热处理会使熔合区α相的边界处析出大量的硅化物。     

脉冲铸轧5052铝合金板坯的组织及性能

将不同频率的脉冲电流引入铸轧工艺中,生产出质量良好的三组5052铝合金板坯。通过观察显微组织,详细地对比了不同频率的脉冲电流铸轧对板坯的显微组织及力学性能的影响。结果表明:在浇铸温度为690℃下,与传统铸轧成形的板材相比,施加300 A脉冲峰值电流和50 Hz频率的脉冲电流生产的5052铝合金板坯的枝晶生长受到抑制,组织得到一定程度细化,但晶粒大小并不均匀;施加300 A峰值电流和30 Hz频率的铸轧方式,产生较强的电磁振荡效果,组织中心部位呈现较大范围的等轴晶组织。多次拉伸试验表明,施加300 A脉冲峰值电流和30 Hz频率的脉冲电流调控的铸轧板坯的平均强度值最高,其平均屈服强度和平均抗拉强度分别为119 N/mm~2和239N/mm~2。     

6082铝合金42 mm厚型材双面FSW焊接接头的组织与性能

通过搅拌摩擦焊对6082铝合金42 mm厚试样进行双面焊接,焊后观察发现接头横向及厚度方向的显微组织及力学性能均存在明显的不均匀性:母材区基体呈纤维状特征;热影响区受热循环作用,组织略有粗化;热机影响区发生较大程度的变形;搅拌区形成等轴晶组织,接头上层和下层搅拌区的搭接区组织为极细小的等轴晶;接头上、下层的显微硬度均呈"W"形,中心层呈"V"形;接头下层焊缝金属的显微硬度及抗拉强度(分别为86 HV和270 N/mm~2)均高于上层焊缝金属的显微硬度和抗拉强度(分别为83 HV和240 N/mm~2),搭接区的显微硬度和抗拉强度均较低,分别为60 HV和215 N/mm~2。     

变形率及退火制度对Al-Mg合金薄板力学性能及微观组织的影响

通过力学性能测试及显微组织观察,研究了不同变形率的Al-Mg合金薄板在120～400℃进行2～8 h退火后的强度及显微组织的变化规律。力学性能测试结果表明:在回复阶段,不同变形率板材的强度随退火温度的升高近似线性降低。在同一温度退火时,保温时间对力学性能的影响较小,强度降低在10 MPa以内。只有变形率为71%的板材在220～240℃退火时随着保温时间的延长强度下降较多约20 MPa。变形率为23%和71%时,再结晶开始和结束温度分别为260℃、280℃和220℃、260℃,并且保温时间对再结晶温度没有影响。通过显微组织观察发现,再结晶完成之后板材的平均晶粒尺寸随变形率的增加而减小,由45μm减小到15μm,并且不随退火温度的升高及保温时间的延长而增加。当变形率大于71%时晶粒尺寸不再随变形率的增加而减小。     

热处理对Ti-2.5A1-2Zr-1Fe合金显微组织和力学性能的影响

研究了厚度为4 mm的Ti-2.5A1-2Zr-1Fe合金板材经500～1000℃电阻炉热处理后的力学性能、显微组织和N、H、O化学元素含量的变化。结果表明:合金再结晶温度约为800℃,显微组织从拉长α+等轴α+点状晶间β向等轴α+点状β转变;力学性能变化和显微组织变化相吻合,热处理温度小于800℃时随着热处理温度的升高,屈服强度和抗拉强度缓慢下降。温度大于800℃后,屈服强度和抗拉强度变得复杂,二者变化趋势也不相同,屈服强度对热处理温度更为敏感;未发生相变之前,板材伸长率和最小弯曲直径未发生明显变化,相变后性能均迅速下降;不同热处理温度下保温30 min,N、H、O成分未发生明显变化。     

38CrMoAl钢520℃不同气氛离子渗氮层表征EI北大核心CSCD

为探索不同气氛对渗氮层组织和性能的影响,采用温度为520℃,时间为4 h、8 h和12 h,气氛分别为氨气或氨气+氮气混合气氛条件对38CrMoAl钢进行等离子体渗氮。利用金相显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪、扫描电镜和电化学工作站,对改性层的截面显微组织、显微硬度、渗层脆性、相组成、形貌成分以及耐蚀性等进行表征。氨气渗氮后,渗层厚度平均为249.4μm,平均增质量2.30 mg/cm^(2),4 h后硬度达到最大990.5 HV_(0.05)氨氮混合气氛渗氮后,渗层厚度平均为294.8μm,平均增质量2.39 mg/cm^(2),4 h后硬度达到最大1000.2 HV_(0.05)。氨气渗氮层主要相为γ'-Fe_(4)N,次要相为ε-Fe_(2-3)N;氨氮混合气氛渗氮层中主要相变为ε-Fe_(2-3)N,次要相为γ'-Fe_(4)N。氨氮混合气氛渗氮4 h后,改性层腐蚀速率最小(108.05μm/a),电流密度下降到最低(9.19μA/cm^(2))。     

热轧5A06/AZ31铝镁复合板结合界面

用热轧法制备了5A06/AZ31铝镁层状复合板材,通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、多功能力学性能试验机等仪器,研究分析了轧制工艺参数对5A06/AZ31铝镁复合板界面形貌及结合强度的影响,并分析了其结合机制。轧制温度、压下率分别控制在430℃～450℃、35%～50%时热轧制备的5A06/AZ31铝镁层状复合板具有良好的结合界面,其结合界面具有一定的元素扩散层;扩散层厚度影响着复合板的结合强度,界面结合强度随轧制变形量和温度的增加呈现先增后降的现象;在轧制温度450℃、压下率45%时出现强度峰值,约为72. 57N/mm~2。     

7056铝合金组织与性能的试验研究

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸试验、电导率测量等分析检测手段研究了7056铝合金铸锭均匀化处理前后的组织及厚板单级时效后的组织和性能。结果表明,7056铝合金铸态组织主要由α(Al)、AlZnMgCu相、MgZn_2相和少量的Al_7Cu_2Fe相组成;110℃、120℃时效8 h~32 h,合金的强度、电导率随时效时间的延长而增加,抗拉强度分别达到655 N/mm2、660 N/mm~2,屈服强度分别达到581 N/mm~2、596 N/mm~2,伸长率可达18%左右;130℃时效8 h合金的强度最高,抗拉强度达到667 N/mm2,屈服强度达到610 N/mm~2,随时效时间的延长,合金强度明显降低,电导率升高。     

Zr、Cr元素对7N01铝合金板材组织及性能的影响

采用金相、扫描电镜、拉伸试验及轴向疲劳试验等分析检测方法研究了两种不同Zr、Cr含量的7N01铝合金板材的金相组织、拉伸性能与疲劳强度。结果表明,Zr、Cr含量高的7N01铝合金板材横、纵向表层组织均未发生再结晶,Zr、Cr含量低的7N01铝合金板材横、纵向表层组织中存在明显的粗晶层;自然时效初期两种合金板材的强度快速升高,伸长率降低,随着时间延长,强度增速减缓,且Zr、Cr含量高的合金强度一直相对较高;充分自然时效后,Zr、Cr含量高的合金疲劳强度达到136 N/mm~2,Zr、Cr含量低的合金疲劳强度仅达到124 N/mm~2。     

锻造AZ80镁合金车轮热处理工艺优化

采用正交试验设计方法对锻造AZ80镁合金车轮的热处理工艺进行优化,并对车轮热处理后的组织、性能进行了检测分析。结果表明,对车轮拉伸力学性能影响最明显的因素是时效时间,其次为固溶温度和固溶时间,最不明显的因素是时效温度。锻造AZ80镁合金车轮的最优热处理工艺应为415℃固溶3 h、170℃时效5 h。车轮热处理后的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为325 N/mm~2、223 N/mm~2和14%。     

Sc含量对Al-Mg-Mn合金板材组织与性能的影响

采用半连续铸造-轧制技术制备了两种Sc质量分数含量为0.25%和0.10%的Al-Mg-Mn合金薄板,研究了稳定化退火工艺对两种不同Sc含量合金板材拉伸力学性能、剥落腐蚀性能和显微组织的影响。结果表明,两种合金冷轧板材稳定化退火过程中有相同的组织、性能变化规律,即随着退火温度升高,板材强度稍有下降而塑性升高,表现出很强的抗退火软化的能力,其中低Sc含量合金拉伸性能略低于高Sc含量合金的;其次,随退火温度的升高,板材抗剥落腐蚀的能力也表现出相同规律性的变化,200℃1 h左右退火时剥落腐蚀最严重,随着退火温度升高,抗腐蚀性能提高;两种合金冷轧板材在300℃1 h稳定化退火可以获得较好的综合拉伸力学性能和腐蚀性能,在此条件下,低Sc含量的合金板材抗拉强度、屈服强度和伸长率仍然分别达到437 N/mm2、340 N/mm2和16.3%,有很好的开发应用前景。     

汽车用6061铝合金板轧制变形组织及力学性能分析

通过显微组织观察、拉伸性能测试、应力分布分析研究了6061铝合金板材在厚度上显微组织、织构及其力学性能的关系。结果表明:在板材厚度上形成不均匀组织,表层存在许多亚晶;在1/4层形成大尺寸再结晶晶粒;中心层晶粒数量显著增加。从板材的表层到中心层,屈服强度与抗拉强度先减小后增大,并且在1/4层位置达到最小。从心部到表层,轧制织构比例不断减小,剪切织构在1/4层最高,厚板中心层再结晶织构很低。第1道次轧制在5s时被咬入轧辊,此时每层都受到正剪切应力,同时1/4层受到的剪切应力高于表层;当轧制道次增加后,板材厚度降低,每层剪切应力都发生小幅变化。