Al-Cu-Mn-Ti系耐热铸造合金高温蠕变性能研究

为探究新型耐热铸造铝合金Al-Cu-Mn-Ti的高温蠕变性能并探明合金有效热强化相,采用扫描电镜、EDS能谱分析、JMat-Pro材料仿真软件及蠕变持久性能测试等分析手段,对合金试样的显微组织、断口形貌和蠕变应变抗力进行了分析。结果表明,Al-Cu-Mn-Ti合金在250℃服役时合金中有效耐热相以θ′相为主,θ相、T相为辅,300℃时合金有效耐热相以T相、θ相为主;合金在300℃、100 MPa服役条件下测试,持久时间不超过40 h,且断裂方式呈塑性和脆性断裂同时发生;合金在250℃的蠕变强度极限达到了120 MPa,在300℃的蠕变强度极限达到了80 MPa。     

压铸雷达用高精度波导管的研制

针对雷达用高精度波导管的特点,采用压铸和拼装工艺,生产出满足技术要求的波导管零件。通过分析波导管的工艺难点,开展了YL113合金的气体含量控制、压铸工艺优化以及配套工装装配工艺研究。结果表明,通过惰性气体精炼和真空除气处理,可有效降低合金熔体内氢含量,保证合金内部品质;通过浇道设计和压铸工艺优化,保证了喇叭、十字筋铸件的尺寸精度,且铸件屈服强度高于270MPa,伸长率高于2%;采用退火、自然时效处理以及装配工装,有效保证了波导管的装配尺寸精度,产品合格率达91%。     

轧制组织特征对7B50-T7751铝合金厚板断裂韧性的影响

针对不同热轧工艺制备的7B50-T7751铝合金厚板,通过金相显微镜、EBSD等方法对合金的组织特征进行了表征与分析,并对比分析了不同热轧工艺制备的板材的室温拉伸性能和断裂韧性。结果表明,轧制过程使板材织构呈不均匀分布,板材1/4厚度位置主要是变形织构;1/2厚度位置主要是再结晶织构,织构强度较1/4厚度位置的弱。通过较少轧制道次、提高道次变形量、提高终轧温度可以使板材在热轧过程中充分回复,释放变形储能,在后续热处理后不同厚度位置均保留变形织构。变形织构可以有效提高合金的断裂韧性和拉伸性能,同时也增加了厚板的各向异性。     

Mn含量对高饱和度Al-8Zn-1.8Mg-1.4Cu合金强度的影响

通过透射电镜(TEM与HRTEM)、室温拉伸测试、JMatPro模拟等手段,研究了0.4%与0.8%的Mn对高饱和度Al-8Zn-1.8Mg-1.4Cu合金锻件抗拉强度、屈服强度的影响。结果表明,当合金中含有0.4%与0.8%的Mn时,合金抗拉强度分别达到545、553MPa,较基体合金分别提高7.9%和9.5%,屈服强度分别达到448、469MPa,较基体合金分别提高16.3%和17.4%;向Al-8Zn-1.8Mg-1.4Cu合金中添加Mn元素,经过固溶时效热处理后合金中形成Al_6Mn析出相,Al_6Mn析出相以棒条状存在于晶粒内外,其数量随Mn含量提高而增多;固溶时效后,Al_6Mn析出相与铝基体以非共格形式存在,以弥散强化方式提高合金强度;另外,Mn原子会置换铝基体中的Al原子,导致面心立方铝基体晶格发生膨胀、晶格常数变大,产生晶格畸变,实现固溶强化。     

深冷处理对7A99铝合金峰值时效析出相的影响

对7A99超高强铝合金反向挤压材采用T6峰值时效处理与冷热循环峰值时效热处理(简称T6-DCT),通过TEM、HRTEM与3DAP研究深冷处理对峰值时效析出相的种类、分布、尺寸以及析出密度的影响。结果表明,冷热循环峰值时效处理后晶粒内部析出相种类增多,由η'相变成η'相与η相共存;冷热循环峰值时效处理可以将析出相的平均等效半径由1.201nm减小为1.001 nm,将析出相的密度由4.53×10~(24)/m~3提升至7.55×10~(24)/m~3,实现弥散强化;深冷处理可以降低Zn、Mg元素的微观偏聚,提高析出相的分布均匀性。     

数值模拟在铝铜合金低压铸造工艺中的应用

以某厚大ZL205A合金铸件为例,采用数值模拟的方法对铸件低压铸造工艺中充型和凝固过程进行模拟,分析了充型及凝固过程中温度场的变化,并按模拟结果进行了生产,结果获得了优质的铸件。     

10%冷变形对7A85铝合金时效微观组织性能的影响

采用半连续铸造工艺制备了7A85铝合金铸锭、挤压工艺制备截面尺寸为50mm×300mm的挤压带板,并对挤压带板进行固溶处理、10%冷压缩处理以及120℃人工时效处理。通过TEM观察、力学性能测试等手段,研究了10%冷变形对7A85铝合金时效微观组织演变规律的影响。结果表明,固溶处理后,10%冷变形处理使合金中产生大量位错,从而提高了合金强度;时效初期,10%冷变形处理的7A85合金中析出相数量较未冷变形处理7A85合金明显增多,起到一定预时效作用;时效末期,10%冷变形处理的7A85铝合金析出相与位错数量均高于未冷变形处理的7A85铝合金,使得合金抗拉强度与屈服强度提升,而伸长率降低。     

骨架铸件铸造工艺的研究

为了探索ZL205A合金的熔炼工艺和某骨架铸件熔模铸造工艺,本文以某骨架铸件为例,研究出其最佳的浇注系统方案以及与之相匹配的浇注时的最佳型壳温度和铝液温度,探索出ZL205A合金熔模铸造的一般规律,使铸件的成品率大为提高。结果表明,提高合金的纯净度、设计底注式浇注系统、采取合理的浇注温度是提高铸件合格率的关键。     

ZL114A铝合金充型能力的试验与仿真研究

通过理论分析,借助仿真模拟软件与试验分析对ZL114A合金的充型能力进行研究。分析了影响合金充型能力的因素,设计螺旋形试样测试不同浇注温度对ZL114A合金充型能力的影响;同时对不同浇注温度合金充型能力进行模拟仿真,并结合试验结果对仿真参数进行校准,然后根据校准后的仿真参数对不同浇注温度合金的充型能力进行预测,与试验结果比较得出仿真预测能够评估ZL114A合金的充型能力。     

中间形变热处理对铝锂合金短横向拉伸性能的影响

通过室温拉伸试验、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、背散射电子衍射技术(EBSD)、透射电镜(TEM)等手段对经过中间形变热处理工艺处理后的T84状态铝锂合金厚板的短横向拉伸性能及合金的显微组织进行了系统研究。结果表明,随冷压变形量的增加,合金短横向屈服强度和抗拉强度变化较小,延伸率先升高后降低。冷变形工艺提高了合金在随后热处理过程中的再结晶程度,降低了基体内粗大第二相的数量和尺寸,抑制了T₁相在晶界处的析出,晶粒形貌、粗大第二相和析出相共同影响了合金的短横向塑性。冷压变形量为20%时,合金的短横向屈服强度(R_p0.2)为436 MPa、抗拉强度(R_m)为543 MPa、延伸率为5.1%,具有最佳的强塑性匹配。