喷射成形8009耐热铝合金第二相组织形态的研究

采用喷射成形工艺制备了8009耐热铝合金,应用差示扫描量热仪对沉积态合金从室温到500℃之间的相转变进行测定。利用透射电镜和X射线衍射仪,对沉积态合金的组织及合金中出现的相进行观察。结果表明:沉积态合金在升温过程中无吸热峰出现,合金从室温加热到500℃过程中未发生明显相变。沉积态合金的相组成主要为α-Al和α-Al12(Fe,V)3Si相。合金中除了在基体上弥散分布着细小的α-Al12(Fe,V)3Si相外,还存在少量呈团状、扇形、针状、块状和条状等形状的第二相,这些相分别为Al12Fe3Si、Al8Fe2Si、θ-Al13Fe4、Al9FeSi3和Al6Fe。     

喷射成形Al-8.5Fe-1.1V-1.9Si合金的热稳定性

利用喷射成形技术制备了Al-8.5Fe-1.1V-1.9Si合金,借助透射电镜、X射线衍射和拉伸测试等手段研究了合金的微观组织和力学性能.结果表明,沉积态组织是由α-Al基体和Al12(Fee,V)3Si耐热相所组成.合金在400℃保温24 h后具有高的拉伸强度,颗粒状的耐热相Al12(Fe,V)3Si的尺寸变化不大,显示了良好的热稳定性.     

喷射成形镍基高温合金热变形特性及微观组织变化

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机对喷射成形 热等静压制备的镍基高温合金,在变形温度1050-1140 ℃,应变速率0.01-10.0 s-1,工程应变量50%的条件下进行了热压缩实验.利用实验数据建立了合金的热加工图和热激活能图,对变形过程中组织演化进行了研究.结果表明,热等静压并没有使喷射成形高温合金晶粒尺寸明显长大.真应力-应变曲线出现了屈服降落现象;合金热加工图失稳区出现在温度区间1050-1110 ℃,应变速率0.01 s-1处;在1110-1140 ℃,应变速率1.0-10.0 s-1区间功率耗散值(η)出现最大值;在1140 ℃,应变速率1.0-10.0 s-1区间激活能出现一个小平台区.在变形温度1110-1140 ℃、应变速率1.0-10.0 s-1、变形量50%的条件下,可得到完全再结晶组织,该变形条件与热加工图中功率耗散最大值所在区间和激活能图中小平台区所在区间相对应.     

BFe10-1-1铜合金热力学行为

以BFe10-1-1铜合金为研究对象,分别在850、900、950℃下,应变速率为0.01、0.1、1、10 s-1,真应变0.8的热压缩参数条件下,采用Gleeble-3500试验机完成热压缩试验,获得该合金的真应力-真应变曲线。结果表明,该合金在850、900℃成形时,对成形速度较敏感,即随应变速率的降低,流变应力随着减小;当温度在950℃时,合金的成形速度敏感性较差。在应变速率为0.01、0.1 s-1时,合金的流变应力随应变速率的提高而增大的效果不明显;在应变速率为1、10 s-1时,合金的流变应力基本不随应变速率的增大而提高。求得热变形激活能,并构建了该合金修正型的Arrhenius本构方程。     

喷射成形2195铝锂合金的热变形行为和热加工图

在变形温度300～460℃和应变速率0.01～5 s-1下,采用Gleeble3500热模拟机对喷射成形2195铝锂合金进行了高温热压缩试验。研究了该合金热变形过程中高温流动行为,利用线性回归方法拟合了峰值应力、应变速率以及变形温度间的本构关系,得到了变形激活能。结果表明:合金的变形激活能为155.049 kJ/mol,有效热加工窗口为410～460℃和0.01～0.5 s-1。     

温度和应变速率对7050-H112铝合金流变应力和微观组织行为的影响

利用Gleeble-1500热模拟机在变形温度300、350、400、450℃,应变速率0.01、0.1、1、10 s-1时,对7050-H112铝合金进行高温等温压缩试验,研究了热压缩变形时温度和应变速率对该合金流变行为的影响。结果表明:7050-H112铝合金对应变速率敏感,流变应力随应变速率的提高而升高;该合金高温压缩变形时的流变应力可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述,其形变激活能为172 kJ/mol;微观组织演化过程表明该合金在应变速率0.01 s-1、加热温度450℃时发生了动态再结晶,最终得到了具有细长晶粒的合金组织。     

基于加工图的6082铝合金热成形性能

在Gleeble-1500热模拟试验机上对6082铝合金进行多组热压缩试验,得到6082铝合金在350~500℃和0.01~5 s-1条件下的流变应力数据。根据试验数据建立基于动态材料模型的6082铝合金热加工图,结合压缩变形后的微观组织观察分析,最终获得试验参数范围内6082铝合金热变形的最佳工艺参数。结果表明:保持较高功率耗散效率的加工安全区集中在变形温度430~490℃、应变速率0.1~0.3 s-1的区域,该区域成形时合金主要发生动态再结晶。根据热加工图及微观组织分析,建议在温度440~480℃、应变速率0.1~0.2 s-1范围内选择6082铝合金热成形的工艺参数。     

变形条件对2124铝合金超厚板流变行为与显微组织的影响

在Gleeble-1500热/力机上进行了变形条件对2124铝合金超厚板流变行为与显微组织的影响规律的系列实验研究,得到了不同变形条件下2124铝合金超厚板高温压缩成形过程中的流变曲线。实验结果表明,2124铝合金在0.01s-1~1s-1范围内,高温压缩变形过程存在近稳态流变特征,近稳态流变应力随着应变速率的降低和变形温度的升高而降低。当应变速率为10s-1时,真应力-真应变曲线出现锯齿状,说明合金发生动态再结晶现象。利用OM和TEM分别研究了变形温度、应变速率、应变量对2124铝合金高温压缩变形显微组织的影响,在此基础上,分析并建立了2124铝合金热压缩变形发生动态再结晶的临界条件。     

6016铝合金高温流变应力行为研究

在变形温度420～540℃、应变速率0.001～1 s-1时,利用Gleeble-1500热模拟试验机采用圆柱体等温热压缩试验对6016铝合金热变形流变应力行为进行研究,讨论实验条件对应变硬化指数n和应变速率敏感性指数m的影响.结果表明:6016铝合金流变应力受应变速率和变形温度的影响明显,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大;当温度大于420℃时,应变硬化指数n受温度和应变速率影响较小;温度为500℃、应变速率为0.001s-1时,其应变速率敏感性指数m达到0.3036;可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述6016铝合金热压缩变形时的流变应力行为;拟合曲线与实验曲线能很好吻合.     

3003/4004层合板铝合金热变形行为研究

利用Gleeble3500热模拟机对3003/4004层合板铝合金进行了热压缩模拟实验,研究了在变形温度分别为300℃,350℃,400℃和450℃ 以及应变速率分别为0.05s-1、0.5s-1、5s-1、25s-1时的变形条件下3003/4004层合板铝合金的热变形行为。合金的热压缩曲线显示在开始阶段由于加工硬化效应应力应变曲线迅速上升,随后由于合金的软化,应力应变曲线进入平稳状态。根据实验结果可以看出合金的峰值应力随着应变速率的升高而升高,随着温度的升高而降低,最后根据实验结果求得了描述应变速率、变形温度以及流变应力三者之间关系的本构方程。     

Al-W合金粉末冷热压制坯工艺与坯块热变形行为研究

试验研究Al、W粉末按比例混合,冷压、热压制成Al-W粉末合金坯块的工艺,确定冷压、热压工艺参数,压制坯块的致密度达到99.5%以上。采用Gleeble-1500热模拟试验机,对Al-W合金粉末压制坯块在变形温度420℃~570℃、应变速率0.001 s-1~5 s-1、最大变形程度为60%的条件下进行热压缩试验。分析变形温度和应变速率对Al-W粉末合金坯块高温塑性变形应力的影响,确定不同变形温度、不同变形速率下的峰值应力,计算Al-W粉末合金的变形激活能,为制定Al-W粉末合金塑性成形工艺提供理论依据。     

6061铝合金中富铁相在均匀化过程中的相变机理

采用金相(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和透射电镜(TEM),研究6061铝合金中富铁相在均匀化过程中的转变和析出行为.结果表明:Mn元素直接参与6061铝合金中富铁相的相变过程,使富铁相由板条状的β-AlFeSi相转变成颗粒状的α-Al(FeMn)Si相,在560℃未发现明显的β-Al5FeSi→α-Al8Fe2Si的相变过程;在均匀化过程中,析出块状Al8Fe2Si相和颗粒状Al167.8Fe44.9Si23.9相,其中,Al167.8Fe44.9Si23.9相的析出速度受β-Al5FeSi→α-Al8Fe2Si的相变过程影响.     

超高强铝合金7A04高温流变行为的研究

通过在Gleeble-1500热模拟实验机上对7A04铝合金进行高温压缩实验,研究了该合金变形温度在300～450℃,应变速率在0.01～10 s-1范围内的高温流变变形行为。结果表明:流变应力随变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而升高。建立了一个综合考虑应变、温度、应变速率三者影响的流变应力方程,预测值与拟合实验值非常接近,结果表明:该流变应力方程用来预测7A04铝合金材料一般加载情况下的热成形过程是比较可靠的。     

海洋工程用420 MPa级热轧H型钢热压缩行为及热加工图

针对420 MPa级别海洋工程用热轧H型钢,在800～1 100℃、变形速率为0.01～5 s-1条件下进行了等温单道次轴向热压缩试验研究。根据Gleeble3800热模拟试验机试验结果,绘制应力—应变曲线并获得峰值应力,建立了该级别钢的热压缩变形抗力本构方程及热加工图并对其通过观察形变组织进行验证。结果表明:在0.01～1 s-1较低应变速率下主要以发生动态再结晶为主,第二相粒子沉淀析出使得5 s-1条件下发生加工硬化现象,呈现动态回复;综合分析热加工图与变形后组织得到真应变0.4时的适合热加工工艺区间为温度范围1 000～1 080℃,应变速率0.01～0.5 s-1;真应变0.6时的适合热加工的工艺区间为温度范围1 000～1 060℃,应变速率0.05～0.3 s-1,为后续热加工工艺提供了可靠的保证。     

基于热加工图的6061铝合金热压缩变形特性研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机对6061铝合金进行等温热压缩试验,研究变形温度为300~450℃、应变速率为0.01~10s-1、压缩量为60%条件下合金的热变形特性,分析其高温流变应力行为,依据动态材料模型建立热加工图并结合热变形组织分析6061铝合金的热变形机制。结果表明,6061铝合金流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而下降,其高温软化机制以动态回复为主;合金在高应变速率下普遍存在流变失稳,最佳热加工区间变形温度为430~450℃,应变速率为0.01~0.05 s~(-1),该工艺范围内合金出现了部分动态再结晶组织。     

7050铝合金热压缩本构方程

利用Gleeble-3800热模拟试验机进行了7050铝合金热轧板材高向试样在应变速率0.01 s-1~3 s-1,变形温度为250~450℃条件下的恒速率等温压缩实验。得到了材料的流变应力曲线,分析了合金的流变应力变化特征,建立了合金的流变应力本构方程,为采用7050铝合金热轧板材作为坯料进行热加工工艺提供了理论依据。     

TC18钛合金高温变形行为与加工图

采用Gleeble1500热模拟机进行了热压缩试验,研究了TC18钛合金在温度700～950℃,应变速率0.001～10s-1条件下的高温压缩变形行为,并根据应力-应变曲线建立了合金的加工图.研究结果表明:合金在两相区温度变形,应力-应变曲线呈现流变软化特征;而在单相温度区和高应变速率下,合金表现出间断的屈服现象.合金适宜的加工条件为T=700～850℃,(ε)=0.01～0.001s-1与T=850～900℃,(ε)=1～10s-1.合金热加工失稳区为T=700～750℃,应变速率为0.1～10s-1区域.     

6016铝合金高温流变应力行为研究

在变形温度为420～540℃、应变速率为0.001～1 s-1的条件下,在Gleeble-1500热模拟试验机上采用圆柱体等温热压试验对6016铝合金的热变形流变应力行为进行研究,讨论实验条件对应变硬化指数n和应变速率敏感性指数m的影响.结果表明:6016铝合金流变应力受应变速率和变形温度的影响明显,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率提高而增大;当温度大于420℃时,应变硬化指数n受温度和应变速率的影响较小;当温度为500℃、应变速率为0.001 s-1时,其应变速率敏感性指数m达到0.3036;可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述6016铝合金热压缩变形时的流变应力行为;热变形流变应力的拟合曲线与实验曲线能很好吻合.     

挤压态喷射成形8009耐热铝合金组织性能的研究

采用喷射成形和挤压工艺制备了8009耐热铝合金,通过金相显微镜、扫描电镜和力学性能测试等试验,对挤压件的组织和性能进行了分析。结果表明:挤压态合金在室温下的抗拉强度达到415MPa,屈服强度达到345MPa,伸长率达到22.5%;在250℃时,合金抗拉强度为221MPa,屈服强度为208MPa,伸长率为13.33%。挤压态8009合金经400℃暴露24h后对合金的中温力学性能没有影响。     

Al-8.7Fe-1.6V-1.3Si耐热铝合金的固液混合铸造

研究了耐热铝合金Al-8.7Fe-1.6V-1.3Si（8009）的固液混合铸造。结果表明：采用固液混合铸造工艺制备的耐热铝合金显微组织明显细化，室温和高温力学性能明显优于铸造和搅拌铸造耐热铝合金。固液混合铸造坯具有良好的挤压性能，挤压坯具有优异的室温和高温耐磨性能。在本工艺条件下，当粉末添加质量和合金熔体质量比为1时，耐热铝合金中的Al13Fe4析出相粒径可控制在30μm以下，材料的室温力学性能为：σb＝210MPa，σ0．2＝190MPa，δ＝4％；在473K时为：σb＝150MPa，σ0．2＝130MPa，δ＝5％；在573K时为：σb＝110MPa，σ0．2＝90MPa，δ＝6％。