7050高强铝合金铆钉丝材T73双级时效工艺

针对国产7050高强铝合金铆钉丝材,采用室温拉伸、室温剪切、镦粗试验的方法,研究了经177～182℃不同二级时效时间后7050铝合金丝材的性能。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察合金不同时效工艺下断口组织和析出相形貌特征。结果表明,拉伸强度和剪切强度随二级时效温度的升高、二级时效时间的延长逐渐降低,剪切强度低于330 MPa时镦粗试样不开裂。TEM微观组织显示,随二级时效温度的升高、时间的延长析出相形貌变化不大,但析出相的尺寸随时效温度的升高逐渐长大、间距逐渐增大;拉伸断口形貌显示,二级时效的断裂方式均为韧窝断裂和沿晶断裂的混合断裂模式,随二级时效温度的升高和保温时间的延长,断口中韧窝数量逐渐增加且尺寸变大,沿晶断裂逐渐减少。     

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%。     

多轴锻造与T852热处理对Al-Cu-Li合金组织及力学性能的影响

采用SEM、EBSD、TEM和拉伸试验等方法,研究不同道次多轴锻造及T852热处理对Al-Cu-Li合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Al-Cu-Li合金经多道次多轴锻造后晶粒被显著细化,晶粒尺寸由均匀化退火态的450 μm减小至6道次的5 μm,晶粒细化机制以连续动态再结晶为主,且伴随不连续动态再结晶;6道次锻造合金经T852热处理后,晶界析出相呈不连续分布,晶内析出大量板条状T₁相及少量θ′相,与均匀化退火态粗化T₁相相比,时效析出T₁相发生了明显细化;6道次锻造且T852热处理后,合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别高达544 MPa、462 MPa和8.6%,依次为均匀化退火态的2.0、2.4及4.1倍,而且相应的断裂模式由脆性断裂转变为韧性断裂。     

热力耦合作用下Al-2.8%Cu-1.35%Li-0.11%Zr合金析出相演化和力学性能

通过TEM、HAADF-STEM和室温拉伸实验开展Al-2.8%Cu-1.35%Li-0.3%Mn-0.11%Zr合金在人工时效和蠕变时效状态下的析出相演化规律和力学性能研究。结果表明,160 ℃时效条件下,人工时效和160 MPa应力时效过程中合金中析出相数量均随时效时间的延长而增多,相同时效时间条件下应力时效状态合金T₁相数量较多,但其平均直径减小了约5~15 nm。这主要是因为外加应力增加了合金中的位错密度从而促进析出相析出。T₁相在时效析出过程中并未受外加应力的影响而沿某个方向择优析出,无明显的应力位向效应,这可能与T₁相具有更大的惯习平面变体上的形核与临界应力值有关。相比于人工时效,应力时效后合金的室温屈服强度和抗拉强度均增加,且在时效初期对屈服强度效果更为显著。      

时效工艺对2124铝合金厚板组织与性能的影响

采用室温拉伸的方法,研究170～180℃范围内时效不同时间2124铝合金厚板高向(ST向)力学性能的变化。利用透射显微镜(TEM)、扫描电镜(SEM)观察合金不同时效工艺下组织形貌特征。结果表明:2124铝合金板材适宜的T851时效制度为175℃保温10h,此条件下合金高向的屈服强度,抗拉强度,伸长率分别为372,422MPa,2.9%。此时主要的强化相为S′相,含有少量的GPB区以及粗大的T相。时效温度是影响合金析出相密度和尺寸的主要因素,时效温度越高,强度上升越快,达到强度最大值的时间越短。基体与晶界处的强度差越来越大是导致伸长率降低的主要原因。     

Mn元素在7A99铝合金中微观组态分布的研究

通过半连续铸造方式向7A99铝合金中添加0.4%Mn(质量分数)元素,采用SEM、TEM、HRTEM与三维原子探针(3DAP)开展Mn元素在7A99铝合金铸锭、均匀化以及固溶时效过程中的微观组态分布的研究。结果表明,Mn元素在7A99铝合金铸锭中主要以晶界处鱼骨状的含AlZnMgCuMn的MgZn2型非平衡共晶化合物形式存在;均匀化处理后,Mn元素在7A99铝合金中主要以Al₆Mn析出相与断续、细小、颗粒状的含AlZnMgCuMn的S型(Al₂CuMg)第二相形式存在;固溶处理后,Mn元素主要以Al₆Mn析出相形式存在,其尺寸范围处于0.2~1μm;120℃时效过程中,Mn元素始终主要以与尺寸稳定、与铝基体非共格的Al₆Mn析出相形式存在;Mn元素在120℃时效过程中未析出新相,且未参与影响7A99铝合金中Zn、Mg元素的时效析出行为。     

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。     

石墨烯增强铝基纳米复合材料的研究

采用球磨和粉末冶金方法成功制备出石墨烯增强铝基纳米复合材料,命名为铝基烯合金。首次发现石墨烯纳米片的添加在保持材料良好塑性的同时,显著提高了其强度。利用OM,SEM和TEM对铝基烯合金微观组织结构进行表征,并测试其拉伸性能。结果表明:石墨烯纳米片均匀分布在铝合金基体中,与基体形成良好的结合界面,且石墨烯纳米片与铝合金基体未发生化学反应,并保留了原始的纳米片结构;铝基烯合金中石墨烯纳米片含量为0.3%(质量分数)时,铝基烯合金的平均屈服强度和抗拉强度分别达到322MPa和454MPa,较未添加石墨烯纳米片的合金分别提高58%和25%,且伸长率略有提高。基于石墨烯纳米片特殊的二维褶皱结构,讨论铝基烯合金的增强增韧行为。     

WE43镁合金的热变形行为及热加工图

在变形温度300～500℃、应变速率0.0005～0.5 s-1下,采用Gleeble 3800型数控式热-力物理模拟试验机对WE43镁合金进行热压缩试验,研究了该合金的热变形行为,建立了真应变为0.6时的热加工图,并结合显微组织演变确定WE43镁合金的最佳热加工工艺参数范围.结果表明:WE43镁合金的真应力随变形温度的降低或应变速率的增大而增大,峰值应力对应的真应变随应变速率的降低或变形温度的升高而减小;WE43镁合金最佳的热塑性加工区间为应变速率0.005～0.05 s-1、变形温度410～500℃,此时合金的热变形软化机制主要为动态再结晶,晶粒尺寸较均匀,平均晶粒尺寸小于100μm.     

2024铝合金转动制件的失效分析

采用外观检查、裂纹断口宏微观观察及能谱分析、材料硬度检测、金相检查对2024铝合金转动件出现的裂纹进行了失效分析.结果表明,2024铝合金制件的裂纹失效属低周疲劳开裂,在冲压成型过程中,模具对坯件造成凹坑,产生应力集中加速了疲劳裂纹的萌生与扩展,导致最终失效.提出了严格控制制件的加工工艺的建议,并在装配前严格检查其表面质量.