ZL114A合金旋转喷吹精炼工艺研究

采用旋转喷吹精炼工艺精炼ZL114A合金,通过选择设备不同的喷头转速、气体流量,确定了最佳的设备参数.研究了金属液中氢含量随精炼时间的变化规律,确定了ZL114A合金的旋转喷吹精炼工艺参数;比较了精炼前后镁含量的变化,并测试了旋转喷吹精炼后合金的性能.结果表明,采用旋转喷吹精炼工艺精炼前后镁含量的变化很小,合金熔体纯净度高,合金的性能较高.     

汽车发动机用ZL114合金表面涂层制备与性能研究

以Cr作为中间过渡层, 采用磁控溅射的方法在ZL114合金表面制备了类金刚石 (DLC) 硬质涂层, 对比分析了母材与涂层的硬度、耐蚀性能和干/湿摩擦学性能。结果表明:在ZL114合金表面制备了Cr过渡层厚度约为2μm、表面DLC涂层约为10μm的Cr-DLC涂层;Cr-DLC涂层具有DLC薄膜的特性, 显微硬度和纳米硬度分别为母材的3.73倍和3.96倍;Cr-DLC涂层的腐蚀倾向和腐蚀速率都要小于ZL114合金母材, ZL114合金表面沉积Cr-DLC涂层后耐腐蚀性能得到提高;母材和Cr-DLC涂层在湿摩擦条件下的摩擦系数和磨损率低于干摩擦条件下, 且干/湿摩擦条件下Cr-DLC涂层的磨损率都要低于ZL114合金母材;Cr-DLC涂层在湿摩擦 (3.5%NaCl溶液) 条件下仍然具有较好的耐磨性。     

真空增压铸造工艺对ZL114A合金充型能力和力学性能的影响

目的 研究不同真空增压铸造工艺参数下ZL114A合金的充型距离、组织性能的变化规律。方法 设计了不同厚度的充型距离测试片,采用游标卡尺测试了不同真空度和石膏铸型温度条件下合金的流动性。采用万能拉伸机测试了不同凝固压力条件下单铸试棒的力学性能,采用金相显微镜观察合金的显微组织,采用扫描电子显微镜观察拉伸断口的形貌。结果 当真空度从重力状态(0 MPa)提高至-0.08 MPa时,3.0 mm薄片的充型距离从42 mm提升至210 mm。当铸型温度从260℃提高至340℃,3.0 mm薄片的充型距离从95 mm提升至175 mm。凝固压力从重力条件下提升至0.8 MPa,抗拉强度从293 MPa提升至338 MPa,屈服强度从240 MPa提升至278 MPa,断后伸长率从2.0%提升至4.0%。结论 提高真空度、铸型温度,可显著提升ZL114A合金的充型能力。提高凝固压力、凝固组织致密,第二相分布均匀,疏松缺陷明显减少,力学性能提高。     

微量Ag对ZL114A铝合金组织和力学性能的影响

利用万能电子拉伸试验机、光学显微镜、扫描电子显微镜、球差校正场发射透射电子显微镜等研究微量Ag元素对ZL114A铝合金力学性能和显微组织的影响。结果表明:随着Ag含量的增加,合金的抗拉强度、屈服强度提高,伸长率无明显变化;当Ag含量提高到0.55%(质量分数)时,ZL114A铝合金的峰时效抗拉强度从351MPa提高到369MPa,屈服强度从309MPa提高到328MPa,伸长率从2.36%提高到2.93%。ZL114A合金组织的α-Al枝晶和共晶Si无明显变化;Ag含量的提高,促进了GP区形核质点数量增加,引起了β″数量密度增加。在高角度环形暗场扫描透射(HAADF-STEM)模式下观察到Ag原子分布在β″相中,抑制了Mg原子和Si原子在β″相中扩散,导致β″相尺寸减小。     

ZL205A合金高强优质铸件在大飞机上的应用

本文综述了高强ZL205A合金铸造特性、成分和性能特点,介绍了该合金优质铸件在飞机、导弹等武器上的应用,对大飞机设计时选用ZL205A合金优质铸件提出几点体会.     

ZL114A铝合金激光-电弧复合焊接头枝晶尺寸与熔宽的关系

采用激光-电弧复合焊方法对厚度为8mm的ZL114A铝合金板进行焊接实验,焊后对接头显微组织尺寸与分布进行了分析.结果表明,在不同工艺参数得到的各焊接接头中,树枝晶尺寸与熔凝区宽度具有一定的相关性,熔凝区宽度一定枝晶尺寸一定,且树枝晶尺寸沿板厚方向从焊缝上部到根部逐渐变小,呈近似线性变化.     

基于ProCAST的ZL114A尾段壳体凝固成形数值模拟与工艺优化

目的 针对ZL114A尾段壳体研制需求,利用低压充型液态成形工艺与数值仿真计算,预测疏松缺陷分布位置及严重程度,通过改进工艺来减少疏松缺陷,进而提高生产合格率。方法 基于Pro CAST软件对ZL114A尾段壳体低压充型凝固过程进行仿真计算,分析充型凝固过程中的流动场与温度场分布、充型时间、流动长度与凝固时间,预测疏松缺陷分布位置及严重程度,结合枝晶相干点双电偶热分析法测试结果,对低压充型工艺进行设计优化。结果 由尾段壳体凝固疏松缺陷的仿真计算结果与枝晶相干点温度测试结果可知,低压充型增压速度得到提高,保压时间有所延长,对安装凸台冷铁材质与厚度进行设计优化后,疏松缺陷得到显著改善。结论 通过数值仿真计算指导了铸造工艺设计,制备得到了满足技术指标要求的ZL114A尾段壳体。     

时效工艺对ZL101A合金组织及力学性能的影响

航空工业是一个国家工业发展的重要体现,随着经济的快速发展,我国的航空航天工业步入了高速发展期,各种新型材料的使用使得航空工业正在向着轻量化、可靠性高、性能强以及成本低等的方向发展。以往航空航天工业中所使用的各种铸、锻件、钣金件等通过焊接、铆接等连接而成的航空航天等零部件正在逐渐被整体铸造并经过后期复杂机加工的零部件所替代,这就对材料的力学性能提出了新的要求和挑战,不同的加工工艺会对材料的性能造成不同的影响,应当在做好对于材料各种力学性能检测的基础上对各种不同的工艺会对材料所造成的不同的力学影响进行分析,从而为更好的做好对于材料的使用奠定良好的基础。     

ZL211A合金组织与性能研究

研究了ZL211A合金的铸造状态和热处理状态的组织和力学性能,进行了合金熔炼、铸造、热处理、力学性能测试、微观组织和拉伸断口形貌观察等试验.结果表明,ZL211A合金的铸态金相组织主要由α(Al)、CuAl2和T(Al12CuMn2)相组成,力学性能较低,不能满足航空结构材料的要求,必须经热处理强化后才能使用;热处理状态的金相组织主要由α(A1)、T(Al12 CuMn2)相、θ″相和θ′相组成,经过二级固溶处理再人工时效后,即在535℃±5℃,保温7h,再升温到545+3-5℃,保温7h,淬入50～60℃的热水中,然后在165℃±5℃人工时效7h,可获得优良的综合力学性能.ZL211A合金拉伸试样断口表现为延性断裂,其微观形貌均为韧窝和撕裂棱,韧窝的大小和深浅有所不同.     

时效工艺对ZL101A合金性能的影响

采用不同的时效工艺,研究了时效温度和时间对ZL101A合金性能的影响,得出了该合金较理想的时效制度,在此制度下,ZL101A合金的金属型典型性能达到σb≥330MPa,δ5≥10%,为满足航空、航天等领域对高性能铝合金精密铸件的需求奠定了材料基础.     

浇注温度对ZL210A铸造铝合金铸态力学性能和微观组织的影响

通过研究浇注温度对砂型铸态ZL210A合金力学性能、金相组织和断口形貌的影响.结果表明,浇注温度对ZL210A合金力学强度、硬度值和合金断口形貌影响不大,对合金延伸率略有影响,晶界上析出的共晶相随着浇注温度的提高而增多,合金铸态组织主要为α(Al)和θ(Al2Cu)相.     

ZL205A铝合金动态力学性能及其本构模型

目的 研究ZL205A铝合金在不同温度和不同应变速率下的流动应力行为,为材料数值模拟提供参数依据。方法 利用高低温电子万能材料实验机和霍普金森压杆设备,在不同变形温度(20~400 ℃)和应变速率(10⁻⁴~2 200 s⁻¹)下进行准静态拉伸实验、高温拉伸实验以及高应变率动态压缩实验。对实验所得真应力-应变曲线进行力学性能分析,考虑到霍普金森实验下的材料绝热温升,构建了ZL205A铝合金的Johnson-Cook本构模型,并将该模型与实验数据进行比对验证。结果 在室温低应变率(20 ℃、10⁻⁴~10⁻¹ s⁻¹)条件下,随应变率的增大,材料的流动应力变化不明显;当材料屈服后,随着应变的增大,材料流动应力增大的趋势变大,应变硬化作用占主导。在室温高应变率(20 ℃、500~2 200 s⁻¹)条件下,材料的屈服强度和流动应力与室温低应变率时的数据变化不大,考虑到高应变率下的实验时间短、变形大,材料变形产生的热量来不及散出,受温度升高的影响,材料在高应变率范围内的应变率强化效应不明显。在高温低应变率(100~400 ℃/0.001 s⁻¹)条件下,材料的屈服强度和流动应力随温度的升高而迅速降低,表现出较高的温度敏感性,当温度高于200 ℃时,材料产生拉应力回调现象。结论 根据材料真应力-应变曲线,获得了材料的Johnson-Cook本构参数,该模型能较准确地预测材料在不同状态下的流动应力行为。     

铸造铝合金半连续铸棒组织与性能均匀性研究

目的 研究ZL114A合金和ZL205A合金半连续铸棒不同部位的力学性能与微观组织,分析铝合金半连续铸棒的均匀性。方法 分别对半连续铸棒的中心位置、R/2位置、边缘R位置进行取样,对比分析各部位的力学性能及微观组织。结果 ZL114A合金的抗拉强度为338~355 MPa,断后伸长率为9%~11.5%;ZL205A合金的抗拉强度为465~485 MPa,断后伸长率为12%~15%。与铸棒中心位置相比,铸棒边缘R位置的晶粒尺寸更小,性能也更优异,但ZL114A合金铸棒的边缘R位置存在夹渣缺陷,导致其力学性能低于铸棒中心位置的力学性能。结论 采用半连续铸造工艺制备的ZL114A合金和ZL205A合金均具有细小、均匀的微观组织,且组织越细小的部位,力学性能越高,存在凝固缺陷的部位,力学性能较低。     

Al-Cu-Mg-Ag合金与ZL205A合金性能与微观组织对比

采用半连续铸造法分别制备了Al-Cu-Mg-Ag合金与ZL205A合金。对两种铝合金的流动性能、室温及高温拉伸性能、拉伸断口形貌、晶间腐蚀性能和微观组织进行了对比分析。结果表明:浇铸温度为720℃和740℃时,Al-Cu-Mg-Ag合金的流动性能均优于ZL205A合金的。室温、150℃、200℃、250℃下,Al-Cu-Mg-Ag合金的强度均高于ZL205A合金的,且随着温度的升高,其强度降低的幅度要明显低于ZL205A合金的,两种材料的室温伸长率基本相当。Al-Cu-Mg-Ag合金的晶间腐蚀深度在182～246 μm之间,优于ZL205A合金的274～337 μm。Al-Cu-Mg-Ag合金无析出带的宽度要窄于ZL205A合金的。