温度梯度区域熔化对Al-Cu-Mg合金第二相析出及其性能的影响

采用SEM、EPMA、TEM以及显微硬度测试等手段,研究了温度梯度区域熔化(TGZM)对Al-Cu-Mg合金溶质原子浓度分布、第二相析出以及显微硬度的影响。研究表明:TGZM导致晶界两侧基体中的溶质原子浓度存在显著差异,靠近铸锭边部一侧基体的Cu、Mg溶质原子浓度明显高于靠近铸锭心部一侧基体的溶质原子浓度。在485℃的均匀化处理过程中,晶界两侧晶粒靠近边部一侧有大量第二相析出,而靠近心部一侧则很少或者几乎没有第二相析出。该现象致使同一晶界两侧区域的显微硬度值存在明显差别,并且这种差别无法通过长时间的均匀化处理得以完全消除,在微观上加剧了合金不同区域性能的差异。     

初始组织特征对2E12铝合金热变形行为的影响

制备了富含大量共晶组织、过饱和固溶体以及富含粗大析出相3种典型组织特征的2E12合金。结合热模拟实验和显微组织观察,针对3种合金铸锭在变形温度为340~490℃、应变速率为0.001~10s-1下的变形行为开展研究。结果表明:组织特征对合金的热变形行为有显著影响。在3种合金中,富含粗大析出相合金的峰值应力较高而富含大量共晶组织合金的峰值应力较低。3种合金的流变应力均可用双曲正弦本构关系来描述。3种合金的变形激活能分别为178.6,222.1,154.9kJ/mol。利用加工图确定热变形的流变失稳区,富含粗大析出相合金具有较大的可加工范围而富含大量共晶组织合金的可加工范围最小。     

析出相对Al-Cu-Mg合金蠕变行为的影响

利用不同的热处理制度制备T4、欠时效、峰时效和过时效4种状态的合金,并通过恒应力蠕变拉伸实验和显微组织观察分别对不同状态合金在150℃、225 MPa和200℃、200MPa的蠕变行为进行分析。结果表明:合金在150℃蠕变时,变形主要依靠晶内的位错滑移,细小弥散分布的析出相以及固溶原子对位错的钉扎有利于降低合金的蠕变速率;4种合金在该蠕变条件下均经历较长的稳态蠕变阶段,其中峰时效合金的蠕变速率最低;合金在200℃蠕变时,变形主要依靠晶界滑移;在蠕变过程中,峰时效态和过时效态合金中形成明显的无沉淀析出带,导致其蠕变速率显著增加,并且几乎没有出现明显的稳态蠕变阶段;欠时效态合金在该蠕变条件下的蠕变速率最低。     

基于高温扭转方法制备6061铝合金/304不锈钢层状复合材料的组织及性能

金属层状复合材料因兼具各金属组元的优良性能是目前材料界研究的热点.本工作利用高温扭转方法开发了一种新型多层金属复合材料的成型工艺,并通过力学拉伸性能测试、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子背散射衍射(EBSD)分析,探究了不同扭转工艺对6061铝合金/304不锈钢层状复合材料组织和性能的影响.实验结果显示,在1080～2160°的扭转角度范围内,随着扭转角度增加,6061铝合金/304不锈钢复合材料的抗拉强度(σth)下降,伸长率(δ)显著提高,且界面结合效果越来越好.在保持扭转力的条件下进行0～60 min的保温处理,复合材料的σth和δ随着保温时间的延长没有明显变化,但结合界面中金属原子之间的相互扩散效果更加显著,界面处的应力集中也显著降低.经1080°扭转成型后,复合材料的σth为333.4 MPa,δ为77.3％,均高于该复合材料的理论计算值,这可能与该复合材料扭转成型过程中的组织细化以及其独特的螺旋型结构有关.     

蠕变温度对Al-Cu-Mg合金晶内S’相析出过程的影响

为了研究蠕变温度对Al-Cu-Mg合金晶内S’相析出过程的影响,测定125、150、175、200℃4种温度下合金的蠕变性能,并通过透射电子显微镜对比分析蠕变后试样夹头部位和断口附近区域的微观组织变化。结果表明:在150℃,345MPa蠕变96h后,合金断口附近区域晶内S’相的长度和厚度比夹头部位增加了1倍。在175℃,265MPa蠕变100h和在200℃,210MPa蠕变115h后,合金断口附近区域晶内S’相厚度比夹头部位都有明显增加,而长度则略有下降。     

表面机械处理对5×××铝合金/涂层体系的结合强度和晶间腐蚀性能的影响

采用金相显微镜、电化学交流阻抗和扫描电镜研究表面机械处理(喷砂和打磨)对5×××铝合金/涂层体系的结合强度及晶间腐蚀性能的影响。结果表明:试样经表面机械处理后,基体表面的清洁度提高,粗糙度增大,涂层与基体的结合强度显著提高;其中表面喷砂后,基体与涂层结合强度提高198.7%;表面打磨后,基体与涂层结合强度提高167.4%;表面机械处理后,基体的耐晶间腐蚀能力明显降低,但合金/涂层体系的耐晶间腐蚀能力显著提高;表面喷砂后,合金/涂层体系与基体的耐蚀性都强于表面打磨后的耐蚀性。     

服役环境对高强铝合金疲劳损伤行为影响的研究进展

从温度、湿度、腐蚀介质、气体介质、加载条件等方面综述了不同服役环境下高强铝合金疲劳损伤行为的研究现状,阐述了环境因素对高强铝合金疲劳损伤行为的影响机理,指出了目前高强铝合金疲劳损伤行为研究存在的问题与今后的发展方向。     

T6I6处理对Al-Si-Mg-Cu合金及其铸造电机机壳动态力学行为和抗冲击性能的影响

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)、透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)研究了T6I6处理对Al-Si-Mg-Cu铸造合金动态力学行为和显微组织的影响.通过台车碰撞试验,比较了Al-Si-Mg-Cu铸造的新能源汽车发动机机壳分别经过T6I6和T6处理后的抗冲击性能.结果表明,T6峰时效合金和T6I6峰时效合...     

沉积颗粒对7N01-T6铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响

利用自主设计的实验方法,结合疲劳裂纹扩展速率测试以及断口微观形貌观察研究了R=0.1和R=0.5两种应力比下,石墨和氧化铝沉积颗粒对7N01-T6铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:在两种应力比条件下,裂纹扩展Ⅰ、Ⅱ阶段中,合金在石墨颗粒环境下的疲劳裂纹扩展速率均最快。当R=0.5时,在裂纹扩展Ⅰ、Ⅱ阶段,合金在氧化铝颗粒环境下的疲劳裂纹扩展速率最慢。当R=0.1时,在应力强度因子ΔK15 MPa·m~(1/2)阶段,合金在氧化铝颗粒环境下的疲劳裂纹扩展速率最慢,在ΔK=15～30 MPa·m~(1/2)阶段,合金在氧化铝颗粒环境和大气环境下的疲劳裂纹扩展速率相当。石墨颗粒环境下合金疲劳裂纹扩展速率的增加是由于石墨颗粒的润滑作用降低了疲劳卸载过程中的裂纹闭合效应。氧化铝颗粒环境下合金疲劳裂纹扩展速率的降低是由于氧化铝颗粒在断面的沉积增强了疲劳卸载过程中的裂纹闭合效应。     

温度对2024铝合金蠕变行为的影响

研究不同温度下2024铝合金的蠕变行为,采用金相显微镜、扫描电镜以及透射电子显微镜观察蠕变后合金的微观组织变化。结果表明:在125～200℃蠕变温度下,当蠕变寿命接近100h时,2024铝合金的蠕变应力随着温度的升高明显下降;与125℃相比,150℃时合金的蠕变应力下降9.3%,在175℃时合金的蠕变应力下降30.3%;当蠕变温度为200℃时,该合金的蠕变应力下降幅度达到45.8%;在125～175℃下,合金在蠕变过程中的变形机制主要为位错在晶内的滑移;在200℃时,合金晶界开始发生滑移,合金变形由晶界滑移与位错在晶内的滑移协调完成;在合金蠕变断面上存在大量微孔,随着蠕变温度的升高,微孔的尺寸明显变大,当微孔尺寸超过3μm时,微孔对合金的断裂机制有显著影响;在125和150℃下,合金的蠕变断口呈现韧窝型穿晶断裂特征;在175和200℃下,合金的蠕变断口呈现沿晶断裂特征。