基于微观组织特征的航天铝铜合金力学行为研究

航天大型铝合金构件"一体化制造"随着商业航天迅速发展而得到日益广泛的应用,制造流程中铸造形成的微孔洞、偏析及晶粒尺寸等微观组织特征,对工艺及服役过程中材料力学行为的影响至关重要,是理解与预测构件复杂变形规律的基础。针对铝铜合金铸造-热处理的制造流程,定量表征了铸造微孔洞、成分、析出物等典型微观组织特征的分布规律,进一步建立了淬火析出相、微孔洞、成分偏析等对延伸率、屈服强度、流动应力等力学行为的影响模型。研究表明,微孔洞及合金偏析对淬火与时效后的力学性能有着不可忽略的影响。研究深化了制造过程铝合金力学性能形成的理解,是基于微观组织特征的本构模型的建立基础,并将为航天铝合金大型构件一体化制造提供理论支持与技术指导。     

稀土钇对不同处理状态镁-铝-钙-钛铸造镁合金组织和硬度的影响

用X射线衍射仪、光学显微镜检测和观察了铸态、固溶态和时效态镁-铝-钙-钛铸造镁合金的相结构和显微组织,并测试了不同状态镁合金的硬度,探寻稀土元素钇及不同热处理对铸造镁合金的相结构、显微组织和硬度的影响.结果表明:随钇元素加入增多,镁合金第二相的析出增加,分布更均匀,且晶粒尺寸减小;铸态显微硬度显著提高;时效和固溶处理对其显微组织有明显的影响,但对硬度影响不大.     

碳含量及铝+硼复合添加对低碳钢抗时效性能的影响

采用Thermo-Calc热力学软件计算不同碳含量与复合添加铝、硼后低碳钢的热力学平衡相图,研究了碳、铝、硼元素在试验钢中的固溶、析出行为以及试验钢的显微组织、力学性能和抗时效性能。结果表明:当碳质量分数由0.003%增至0.020%时,试验钢基体中固溶的自由碳原子含量增加;而当碳质量分数增至0.053%时,钢中渗碳体的析出量增加,固溶的自由碳原子减少;复合添加铝+硼后,钢中的氮原子以AlN与BN形式析出,固溶的自由氮原子减少;碳含量以及铝+硼的复合添加对试验钢室温拉伸性能影响较小;随着碳含量的增加,试验钢的晶粒尺寸减小,时效指数先增大后减小;当碳质量分数为0.020%时,试验钢抗时效性能最差,复合添加适量硼+铝有助于改善低碳钢抗时效性能。     

晶界时效析出物对Ni-Cr奥氏体钢高温低周疲劳裂纹萌生和扩展的影响

本文通过裂纹密度,晶界开裂率,裂纹扩展速率和断口金相等的定量测定,讨论了晶界时效析出物对大气和真空中Ni-Cr奥氏体不锈钢高温低周疲劳裂纹的萌生和扩展的影响,并分析了该影响与晶粒大小的关系。时效材的高温低周疲劳裂纹的萌生周次,裂纹扩展速率和扩展方式取决于氧化程度,晶界和晶粒间的相对强度及晶界脆性等因素的综合作用。大气中,晶界时效析出物显著地提高了晶界和晶粒间的相对强度,故有时效析出物的晶界是强的,而真空中有时效析出物的晶界是弱的,因为,晶界时效析出物此起的晶界脆性已成为主要的影响因素。     

固溶时效处理过程中Mg-Ce合金中稀土相的分布变化规律

以纯镁和Mg-30 C e中间合金为原料铸造铈质量分数为1％的Mg-C e合金,并进行420℃×8 h固溶和200℃×20 h时效处理,研究了不同状态时合金中稀土相分布的变化规律.结果表明:铸态、固溶态和时效态合金中的稀土相均为Mg12 Ce;铸态合金中的稀土析出相分布不均匀,以晶界处析出为主,晶粒内析出为辅,且析出相...     

晶粒形态对HR3C耐热不锈钢时效脆性的影响

通过热锻+固溶处理制备了具有3种晶粒形态(细小、粗大和伸长)的HR3C钢,研究了其在700℃时效500～2000 h后的显微组织、析出相形貌、硬度和冲击韧性,探讨了晶粒形态对其时效脆性的影响.结果表明:具有粗大晶粒的HR3C钢晶粒尺寸分布均匀,M23 C6碳化物沿晶界连续析出,硬度及冲击韧度低,时效后呈脆性断裂;具有细...     

时效温度对特级双相不锈钢组织的影响

对固溶处理后的铸造特级双相不锈钢材料进行时效处理,利用OM、SEM、TEM、XRD研究了时效温度对SAF2906特级双相不锈钢析出相及耐蚀性的影响,结果表明:在800℃以下时效时,σ相主要析出于铁素体/奥氏体晶界,二次奥氏体则以从初始奥氏体中(晶间奥氏体)长大为主;在800℃以上时效时主要是γ2+σ共析组织的析出,二次奥氏体以直接从铁素体中析出为主;900~950℃以上时效时发现有氮化物的析出。     

铸造Al-Cu合金凝固参数与枝晶间距的关系

本文介绍了用自行设计的铝合金凝固参数测试装置,研究了铸造铝铜合金凝固参数和铸件的宏观晶粒组织、枝晶结构、化学成分不均匀性的关系。根据实验结果,建立了一次枝晶间距和二次枝晶间距和冷却速度的数学表达式:d_1=135.8V~-0.59,d_2=169.5V~-0.379。     

ZL202皮带轮的铸造经验

近年来,随着产品技术的进步,机床转速不断提高,动能消耗要求减少,为此,我们生产的插齿机上的交换皮带轮采用 ZL202铝铜合金代替原用的铸铁。众所周知,铝铜合金的铸造性能较铁差,从相图上可看出,它的     

固溶处理工艺对HR3C奥氏体耐热钢组织和性能的影响

研究了固溶温度、保温时间对固溶态及固溶+时效态HR3C奥氏体耐热钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:试验钢在1 150~1 200℃固溶处理30 min后的晶粒尺寸变化不大,超过1 200℃后晶粒明显长大;保温时间对晶粒尺寸无明显影响;随固溶温度的升高和保温时间的延长,时效后钢中一次析出相的尺寸变小、数量减少;在700℃的时效过程中,M23C6相沿晶界析出,二次析出的Z相弥散分布在晶内,尺寸在100 nm以下,时效时间超过1 000 h后M23C6相明显粗化,Z相的尺寸变化不大,但数量不断增多,在长时时效过程中起到显著的析出强化作用;随初始固溶温度的升高和保温时间的增长,相对应的长时时效态的高温屈服强度明显提高。     

Al-Cu合金片对钢/铝异种金属激光-MIG复合焊接头组织和性能的影响

采用PLC系统控制的激光-MIG复合焊接工艺对Q890钢/6063铝合金进行异种金属焊接,研究了钢侧坡口表面添加Al-Cu合金片对接头显微组织、硬度和拉伸性能的影响。结果表明:激光-MIG复合焊接接头具有典型的熔钎焊特征;未添加Al-Cu合金片的接头界面层由舌状相Fe2Al5和粗大针状相Fe4Al13组成,厚度约18μm,添加Al-Cu合金片后由舌状相(Fe,Cu)2Al5和细小絮状相(Fe,Cu)4Al13组成,厚度约为9μm,焊缝区与热影响区的组织与未添加Al-Cu合金片时的相似;添加Al-Cu合金片的接头界面层硬度比未添加Al-Cu合金片的低约59HV;添加Al-Cu合金片的焊接接头的抗拉强度比未添加Al-Cu合金片的提高了109.8%,未添加和添加Al-Cu合金片的焊接接头均在界面层断裂。     

Zn对医用Mg-Mn合金显微组织的影响

Mg合金具有可降解性、生物学特性和力学相容性等一系列特性,是一种极具发展潜力的新型可降解生物医用材料。本文采用真空气氛保护金属型Mg-Zn-Mn合金,通过金相组织观察和硬度试验,研究了合金的性能。结果表明:纯Mg中添加合金元素Zn和Mn可显著地细化晶粒,Zn含量的变化对Mg合金晶粒尺寸影响较小;Mg合金硬度随着Zn含量的增加而提高,并且Zn具有较好的固溶强化效果;Mg合金固溶处理后,晶粒发生一定程度上的长大,Mg合金硬度随Zn含量的增加而提高,这说明固溶强化的效果强于晶粒粗化而造成的力学性能降低。     

热处理对铜铍钴钛合金组织和性能的影响

对新型铜铍钴钛合金进行了固溶时效热处理,研究了热处理工艺对其组织和性能的影响。结果表明:该合金经840℃×50min固溶+300℃×2h时效处理后,其硬度为38HRC,电导率为21.89%IACS,晶界和晶内有细小弥散的γ相析出;时效处理可以使该合金的电导率得到显著提高。     

多向锻造及时效处理强韧化变形铝合金

利用多向锻造及时效处理技术加工变形铝合金,使铝合金具有高强度和良好的塑性.研究结果表明,试样组织显著细化且超细的第二相微粒弥散分布,抗拉强度和硬度大幅度增加且塑性良好,抗拉强度和延伸率分别为396.3 MPa和11.08％.锻件强度的大幅度提高,是由于组织显著细化且超细的第二相微粒弥散分布;经多次累积应变和时效处理改善晶界状态,同时,时效处理也减少锻造应力,使锻件的塑性增强.     

铁、镍对2618合金挤压前后组织及性能的影响

研究了铁、镍含量对2618合金挤压前后及挤压加淬火时效后组织与性能的影响。结果表明,当铁、镍含量分别增加至1．4％和1．45％时,铸态组织中出现了粗大的针片状Al9FeNi相,挤压后破碎为粗大颗粒相;增加铁、镍含量对合金时效后的晶粒度没有影响,且降低2618合金的室温力学性能,但能提高合金300℃强度。     

铝合金铸造锻造新工艺

利用铸造余热的锻造工艺叫铸造锻造工艺。6061合金经铸造锻造工艺加工后,抗拉强度提高47%,伸长率提高83%。工业纯铝经铸造工艺加工后,与加入Al-Ti-B中间合金工艺相比,晶粒更加细小,硬度提高18%。     

冷变形和固溶时效后铬钕铜合金的组织与性能

研究了铬钕铜合金中稀土元素钕的质量分数(0,0.05%,0.1%)、冷变形量(70%,90%,95%)和时效时间对其组织和性能的影响。结果表明:冷变形量为90%时时效后合金中出现纤维组织;稀土元素钕能提高合金的硬度;随着冷变形量的增大,合金的电导率增大,时效前变形量越大,时效后合金电导率提高的幅度就越大;随时效时间的延长,合金的硬度先增大后减小,电导率先迅速增大,之后增大比较缓慢。     

新能源汽车自动变速器壳体压铸成型技术

综述了新能源汽车的发展现状.针对新的传动原理,论述了新能源汽车所需的变速器的结构形式,并提出了亟待解决的三大主要问题.针对目前存在的主要问题,提出了可能的解决方案,主要为压铸工艺优化计算以减少变形和常规缺陷;以高硅铝合金为基本体系并对合金成分进行优化以解决传统铝合金硬度较低的问题;采用微弧氧化方法对内齿轮进行局部强化以进一步提高硬度及耐磨性,最终提高齿轮的坯料寿命.     

铝合金气缸内表面摩擦涂覆处理工艺的研究

为了提高铝合金气缸的表面硬度及耐磨性能,改善其高温性能,本文利用涂覆材料经过摩擦作用发生塑化和塑性流动后形成改质层的原理,对铝合金气缸内表面的摩擦涂覆工艺进行了研究。研究结果表明,在铝合金气缸内表面采用Al-Si13%合金和Al-Cu35%合金作为改质材料经过摩擦涂覆处理后,可形成比较稳定的硬质膜,涂覆层的细化更加均匀,结合界面和气缸内表面的形状都非常圆滑,改善了气缸的耐磨性,有利于发动机的小型轻量化。     

影响Cu-Ni-Si合金时效效果的因素分析

对Cu-3．2Ni-0．75Si-0．3Zn合金的时效工艺进行了正交试验，结果发现，各因素对合金导电率和显微硬度影响程度的主次顺序为：时效温度〉合金状态〉时效时间。综合分析后认为，该舍金热轧板材经60％冷变形后，可直接时效而省去固溶处理。析出相的体积分数、颗粒半径、颗粒间距分别是该合金时效初期、中期和后期影响强化效果的主要因素，因而在时效过程中该合金分别遵循3个不同的强化规律。