Fe基非晶合金增强1060铝基多层复合材料的组织与性能

采用累积叠轧焊+中间退火法复合轧制1060Al/Fe基非晶多层铝合金复合板材。利用光学显微镜、扫描电镜、X-衍射分析仪以及拉伸试验机分析Al基复合材料的微观组织结构变化、断口形貌、物相组成以及力学性能。结果表明:Fe基非晶复合材料的增强体在300 ℃中间退火过程中发生部分晶化,在累积变形轧制过程中发生破碎,并随着变形道次的增加,破碎程度随之增大;复合板前6道次的累积轧制变形出现了明显的加工软化现象,并且随着变形道次的增加,其加工软化的效果愈明显;随着累积轧制变形道次增加,Al基复合材料的力学性能发生了明显的变化,第2道次轧制变形后屈服强度与抗拉强度达到了最大值为140 MPa和156 MPa,伸长率为5.53%,达到最佳综合性能。     

固溶和时效处理对6061铝合金轮毂力学性能的影响

采用CMT5105电子万能试验机、HB-3000B型布氏硬度计和S-4800型高分辨率场发射扫描电子显微镜,研究了固溶和时效热处理对6061铝合金轮毂组织和力学性能的影响。结果表明,在相同固溶和时效温度条件下,6061铝合金轮毂的屈服强度、抗拉强度、伸长率和硬度随时效时间的增加先增大然后降低;6061铝合金轮毂最优的热处理工艺为540℃/100 min固溶处理和177℃/300 min时效处理;在该热处理条件下,6061铝合金轮毂的屈服强度、抗拉强度、伸长率和硬度的平均值分别为327.5 MPa、375.0 MPa、12.2%和128.8 N/mm~2。     

累积叠轧ZK60/Al复合板材的微观组织及性能研究

通过累积叠轧工艺制备出Al/ZK60/Al复合板,采用SEM、TEM、万能拉伸试验机、动态热机械分析仪研究了变形道次对ZK60/Al复合板材的微观组织及性能的影响。结果表明,不同变形道次复合板界面结合良好,无明显颈缩,断裂现象。随道次增加,ZK60/Al复合板的抗拉强度呈现先上升后下降的趋势,ARB-1道次时复合板的抗拉强度为216 MPa,伸长率达到最大值为2.6%。ZK60/Al多层复合板的温度-阻尼谱存在两个明显的内耗峰,即150℃左右的P_1弛豫型阻尼峰,300℃左右的P_2再结晶阻尼峰;ZK60/Al多层复合板材的应变-阻尼谱呈现典型的位错阻尼机理,应变阻尼可以用G-L理论分析。     

6061铝合金模板的热处理与性能研究

采用金相显微镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了固溶时间、时效温度和时效时间对绿色建筑用6061铝合金模板显微组织和力学性能的影响.结果 表明,随着固溶时间的延长、时效温度的升高或者时效时间的延长,6061铝合金的抗拉强度、屈服强度和硬度会先增大后减小,断后伸长率则先减小后增大;当535℃/60 min固溶及180℃/7 ...     

双级时效对液态模锻6061铝合金性能的影响

利用加热炉、硬度计、拉伸试验机等设备研究了液态模锻6061铝合金在单级时效、双级时效等不同时效制度下的力学性能。结果表明：同单级时效相比,双级时效处理对合金的硬度影响不大。双级时效条件下,预时效和终时效温度顺序对液态模锻6061铝合金合金的抗拉强度影响不大,主要影响合金的屈服强度和伸长率;终时效温度越高合金屈服强度越高,强化速率越快,伸长率下降也越大。 液态模锻6061 铝合金在560 ℃固溶5 h后经200 ℃预时效1 h,185 ℃终时效3.5 h 时具有较好的力学性能,抗拉强度达到362.2 MPa,屈服强度达到311.5 MPa,伸长率为12.1%。     

基于CCD的多级时效工艺对6061铝合金性能的影响

采用中心组合设计(Central composite design, CCD)试验方法对选定温度下的6061铝合金固溶+双级时效处理工艺中的时间参数进行系统试验设计,结合力学性能测试结果得出时间参数与抗拉强度的可靠数学模型(r²=0.9078)。通过模型计算及方差分析结果可知二级时效时间对抗拉强度的影响十分显著且与抗拉强度呈负相关关系。据此得出最佳热处理工艺为550 ℃×108 min固溶+180 ℃×246 min峰时效+220 ℃×3 min二级时效,该工艺下6061铝合金的抗拉强度值为345 MPa,断后伸长率为13.5%。     

热处理对累积叠轧Ti/Ni叠层复合材料组织与性能的影响

研究了热处理对累积叠轧多层Ti/Ni复合材料显微组织与力学性能的影响。结果表明,钛层与镍层的再结晶温度均在500 ℃左右,并且首先在界面附近的组织发生静态再结晶形核与晶粒长大现象;经200 ℃×8 h退火处理后,复合板的强度与硬度均达到最高值,此时抗拉强度为691.5 MPa,钛、镍层平均硬度分别为198.8 HV0.1和226.5 HV0.1;经500 ℃×2 h退火后,复合板断后伸长率达到最高值59.7 %。     

中间退火温度对新能源汽车用4004/3003/4004铝合金复合板组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机等设备,研究了中间退火温度对新能源汽车动力电池用4004/3003/4004三层铝合金复合板组织和性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,复合板的包覆率未发生明显变化,复合界面清晰、平直,包覆率偏差较小。皮材4004铝合金层中的Si颗粒细小、弥散,尺寸为2～4 μm。中间退火温度为370 ℃时,芯材3003铝合金层中晶粒全部完成再结晶。随着中间退火温度的升高,复合板抗拉强度和屈服强度先急剧降低后趋于稳定,伸长率呈相反的变化趋势。中间退火温度为370 ℃时,复合板的强度和伸长率开始趋于稳定,故复合板最佳中间退火温度为370 ℃,此时复合板的抗拉强度为137 MPa,屈服强度为80 MPa,伸长率为31%。     

累积叠轧焊法制备超细晶纯铝的研究

采用累积叠轧焊方法在室温下对1060纯铝进行剧烈塑性变形，并分析1060纯铝变形前后内部微观组织结构的演变和力学性能的变化。实验结果表明，随着累积叠轧道次的增加，层界面复合越来越紧密，5道次后出现母材基体的相互渗透；材料的抗拉强度和硬度得到大幅度提高，伸长率在1道次时急剧下降，然后基本保持不变；晶粒尺寸急剧细化，等效真应变为6．4的条件下得到了平均晶粒尺寸为400nm的超细晶组织。     

喷射成形6061铝合金的热处理工艺

对喷射成形6061铝合金的热处理工艺进行研究,采用硬度测试、拉伸试验和透射电镜等研究固溶温度、时效温度和时效保温时间对合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:随固溶温度的升高,合金硬度也随之升高,而其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率则先增大后减小;合金硬度、抗拉强度和屈服强度随时效温度的升高先增大后减小,断后伸长率却一直减小;合金硬度、抗拉强度和屈服强度曲线随时效温保温时间的延长呈驼峰状变化,断后伸长率则变化不大,只在17 h时有所增大;喷射成形6061铝合金的最佳热处理工艺为530℃固溶1 h+175℃时效8 h。     

累积叠轧对A356铝合金中共晶硅分布的影响

对A356铝合金在430℃温度下进行了10道次反复叠轧,研究了累积叠轧后合金中共晶硅分布及其对力学性能的影响。用扫描电镜(SEM)分析了合金截面的显微组织和拉伸试样断口的形貌,用电子万能试验机和显微硬度计测试了合金的力学性能和显微硬度。结果表明,经过预轧和累积叠轧处理,α-Al枝晶间呈网状分布的共晶硅逐渐呈定向的条带状分布,最后均匀分布于整个α-Al基体中;随着累积叠轧道次的增加,共晶硅的长、径比减小,共晶硅颗粒之间的距离增大。与铸态试样相比,经过6道次叠轧后A356铝合金的抗拉强度由120 N/mm2提高至220N/mm2,伸长率由4.2%提高至9.77%,显微硬度由53 HV增加到78.5 HV。     

GW01铝合金管材的热处理工艺

GW01铝合金是在6061铝合金基础上研发的一种新型高强铝合金。采用三因素三水平的正交实验,研究了固溶温度-时间、时效温度、时效时间三因素对GW01铝合金T6处理后力学性能的影响规律。结果表明:随着固溶温度的提高和固溶时间的缩短,GW01铝合金的抗拉强度、屈服强度和硬度均有大幅度提高,其伸长率则先降低后升高;随着时效温度的升高,GW01铝合金的抗拉强度、屈服强度、硬度以及伸长率均不断降低;GW01铝合金的抗拉强度、屈服强度以及硬度均对时效时间不敏感,随时效时间的延长只有小幅度的降低,其伸长率则随时效时间的延长有一定幅度的提高。(510℃,3 h,水淬)+(170℃,18 h,空冷)的T6热处理可以使GW01铝合金管材获得良好的综合力学性能。     

累积叠轧Nb/Zr层状复合板的微观组织与力学性能研究

采用累积叠轧法制备了初始Zr层厚度不同的两种Nb/Zr金属层状复合板并对其在叠轧过程中的微观结构、织构演化和力学性能进行了研究。结果显示, Nb/Zr层状复合材料的界面结合良好,异质界面处无金属间化合物产生。随着叠轧道次增加,层状复合结构内部形成了贯穿于多个金属层的剪切带组织,初始Zr层厚度为1 mm的复合板较Zr层厚度为2 mm的复合板易于发生Zr层的颈缩、断裂和分离。Nb层内主要为位错胞状结构, Zr层内为高位错密度晶粒与动态回复晶粒的混合组织。此外,不同初始Zr层厚度的复合板中Nb层的织构演化特征不同：当初始Zr层厚度为1 mm时,Nb表现为强立方取向;当初始Zr层厚度为2 mm时,随着叠轧道次增加,旋转立方取向始终为主导的织构组分。两种复合板中Zr层的织构演化特征一致,即经一道次叠轧后,{0001}基面双峰织构为主要织构组分。随着叠轧道次增加,基面双峰织构略有减弱,同时出现了较弱的{11-20}丝织构。单轴拉伸测试表明,随着叠轧道次增加两种不同Zr层厚度的复合板屈服强度和抗拉强度均逐渐增大,而塑性延伸率呈现先减小后增大的趋势。经三道次叠轧后两种复合板的最大延伸率分别为14.2%和16.5%。叠轧过程中各金属显著的晶粒细化、Zr层内高位错密度晶粒与动态回复晶粒共存的混合组织以及Zr织构的特征演化是贡献于复合板具有高强度和良好塑性的原因。     

变形时效对6061铝合金时效硬化特性的影响

试验研究了变形时效对6061铝合金显微组织和时效硬化特性的影响。结果表明,对6061铝合金进行5%～80%轧制变形,时效温度的升高会缩短峰值硬度出现的时间,且变形量越大出现峰值硬度的时间越短;变形量在20%及以上时,6061铝合金的峰值硬度高于T6态的;变形量20%以下时,6061铝合金的峰值硬度低于T6态的。在不同时效温度下,6061铝合金的抗拉强度和屈服强度都会随着变形量增加而增大。当时效温度为180℃时,较小变形量(20%)的6061铝合金的强度和塑性相当于T6态的;40%及以上变形量下6061铝合金的强度和塑性都明显高于T6态的。对6061铝合金进行变形时效处理,在位错强化、析出强化以及晶体缺陷作用下可以获得强度和塑性兼备的6061铝合金材料。     

双级时效对6061铝合金拉伸性能和晶间腐蚀性能的影响

采用拉伸试验、晶间腐蚀试验、金相及透射电镜观察,研究双级时效对6061铝合金拉伸性能和晶间腐蚀性能的影响。结果表明:6061铝合金经(180℃,8h)的T6峰值时效,抗拉强度和屈服强度分别为356MPa和331.6MPa,伸长率为13.7%,但出现严重的晶间腐蚀,腐蚀深度约为270μm。在T6峰值时效的基础上进一步升高温度和延长时间进行二级时效,合金强度总体上呈逐渐降低趋势,电导率逐渐上升,腐蚀类型也由晶间腐蚀逐渐转变为点蚀,腐蚀深度明显变浅。对于6061铝合金,最佳双级时效工艺为(180℃,8h)+(210℃,2h),抗拉强度为348.4MPa,屈服强度为320.3MPa,伸长率为11.3%,腐蚀类型为轻微点蚀,腐蚀深度约为50μm。     

温轧工艺对6061铸轧板材显微组织和力学性能影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)及万能拉伸机等研究了不同温轧温度及累积压下率对双辊铸轧6061铝合金板材组织性能的影响。结果表明,6061铝合金铸轧板组织主要由耐热相Al0.7Fe3Si0.3、Al9Fe0.84Mn2.16Si及少量强化相Mg2Si组成。合金中第二相随温轧道次递增逐渐由网格状、片状转变为沿轧制方向的线条状,最终变为细小的颗粒状。温轧后,有新的析出相Al0.5Fe3Si0.5产生,且Mg2Si相的数量增多。6061铝合金铸轧板较为适宜的温轧工艺为:370℃轧制+80%累积压下率,此时铸轧板热处理后的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别88.48 MPa,318.76 MPa和20.53%。     

热轧铝合金复合板的显微组织与力学性能

采用热轧复合工艺制备了4343/3003/4343、4343/3003/7072两种热交换器用铝合金复合板,利用光学显微镜、电子拉伸试验机和扫描电镜,研究了铝合金复合板的包覆率、显微组织和力学性能。结果表明,两种铝合金复合板的包覆层厚度均匀、复合界面平整,其中4343/3003/4343复合板两层4343铝合金包覆层的包覆率分别为9.3%和9.4%,复合板的抗拉强度和伸长率分别为116.53 N/mm2和40.32%。4343/3003/7072复合板中4343、7072铝合金包覆层的包覆率分别为9.0%和8.1%,复合板的抗拉强度和伸长率分别为118.62 N/mm2和32.48%。     

装配式Al-Mn合金屋面板的累积叠轧工艺与组织性能研究

采用累积叠轧工艺制备了1mm厚的Al-Mn合金板,研究了不同轧制道次下Al-Mn合金板的微观组织和力学性能变化规律,并分析了累积叠轧工艺的作用机理。结果表明,随着累积叠轧道次的增加,Al-Mn合金板中的实际界面数与理论界面数的差距变大,结合程度不断提高;不同累积叠轧道次下Al-Mn合金板的抗拉强度、屈服强度和显微硬度都相对累积叠轧前有所提高,且随着累积叠轧道次的增加,合金板的抗拉强度逐渐增加,而不同叠轧道次下试样的断后伸长率较为接近;累积叠轧试样的衍射峰中心朝着低角度移动,且半峰宽与叠轧前相比有明显减小,而合金局部应变在累积叠轧后有所增加。     

累积叠轧Mg/Al多层复合板材的织构演变及力学性能

以商业纯Mg和AA1050 Al板材为初始材料,采用累积叠轧技术在室温下进行不同轧制道次变形制备了Mg/Al多层复合板材料,并对3 cyc轧制的Mg/Al多层复合板材料在200℃分别进行不同时间退火处理.利用OM,SEM和中子衍射技术对微观组织和宏观织构进行了研究.结果表明,复合板材中Mg和Al层组织均随着循环次数的提高而细化;在200℃时随着退火时间的增加,晶粒逐渐均匀但没有明显长大.累积叠轧过程中Mg层主要呈现出典型的轧制织构类型,Al层则表现出以轧制织构组分为主,同时伴有剪切织构组分的混合织构类型.对于3 cyc轧制的Mg/Al多层复合板材,在200℃经不同时间退火后,Mg层依然为轧制织构类型,Al层为轧制织构与剪切织构组分混合.随着累积叠轧循环道次的增加,屈服强度和抗拉强度都逐渐上升.     

双级时效工艺对低压铸造A356合金轮毂力学性能的影响

研究了双级时效工艺对A356铝合金低压铸造轮毂力学性能的影响。结果表明,预时效温度100℃~120℃,预时效时间12 h~14 h使合金的抗拉强度由原来的280 N/mm2提高到308 N/mm2,提高幅度10%;屈服强度由180N/mm2提高到248 N/mm2,提高幅度38%;伸长率在8%以上,最高达到13.5%。该性能达到了ASTM锻造6061-T6合金轮毂的标准,与ZL107液态模锻铝合金轮毂的力学性能相当,接近或达到普通锻件力学性能的要求。研究认为,双级时效工艺引起合金-αAl的晶格常数增大,Si相和Mg2Si相析出量增加是合金强度增加的主要原因。