Fe和Cu对6061再生铝合金凝固行为和热裂倾向的影响

利用双电偶热分析和约束杆模具热裂评价法,研究了Fe和Cu杂质元素对6061再生铝合金凝固特性和热裂倾向(HTS)的影响.结果表明,随着Fe和Cu元素含量的增加,再生铝合金的热裂倾向逐渐增大.Fe元素主要影响再生铝合金初期凝固行为,提高Al13Fe4富铁相的形核温度和含量,促使凝固过程中枝晶搭接完成,阻碍液相流动补缩.C...     

6061铝合金热变形行为的研究

采用Gleeble-1500热模拟实验机研究了6061铝合金在变形温度573～773 K、应变速率0.01～2 s-1、最大变形程度45%条件下的高温压缩变形行为,分析了合金在高温变形过程中流变应力与应变速率和变形温度之间的关系,建立了6061铝合金高温变形的本构关系.结果表明:合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大;试验条件下,该合金的流变行为可用Zener-Hollomon参数来描述,变形激活能为236.858 kJ/mol,应力指数为8.926.     

Zn、Mg、Cu对7075铝合金热裂性能和组织的影响

采用约束棒模具热裂评价法,研究了Zn、Mg、Cu对7075铝合金热裂性能和组织的影响。结果表明,单一调节Zn时,热裂倾向系数(HCS)先减小,然后增大,达到最大值后减小。Zn含量为5.44%时,HCS最小,为76.8,Zn含量为6.44%时,HCS最大,为141.6。单一调节Mg时,HCS随Mg含量的增加而逐渐减小,Mg含量为1.68%时,HCS为最大,107.2;Mg含量为3.68%时,HCS最小,为72。单一调节Cu时,HCS先增大然后减小,Cu含量为1.80%时,HCS最小,为72;Cu含量为1.50%时,HCS最大,为101。7075约束棒的断裂方式为沿晶断裂,合金中不含共晶组织时,抗热裂性好;共晶组织较多,但又不足以明显补缩时,抗热裂性最差;共晶组织沿晶界大量分布,有利于补缩,热裂倾向小。7075铝合金约束棒试样铸态组织主要由树枝状α-Al相和η-MgZn2相组成。     

6061铝合金热变形动态再结晶行为研究

利用Gleeble-3500试验机对6061铝合金进行单道次等温恒应变速率压缩试验,研究合金在应变速率为0.001～1s~(-1),温度为350～500℃热变形条件下的动态再结晶行为。统计试验所得流变应力曲线峰值应力数据,确定合金热变形激活能Q为307.528kJ·mol~(-1),建立合金在不同热变形条件下的流变应力方程,动态再结晶峰值和临界应变模型;依据流变应力曲线特征,计算合金在不同变形条件下的动态再结晶体积分数,据此建立动态再结晶动力学模型。分析流变应力曲线可知铸态6061铝合金在350～500℃下变形,应变速率较低时(0.01s~(-1)),合金组织更容易发生动态再结晶,应力软化现象更明显。     

6061铝合金热变形行为及动态再结晶

通过Gleeble-3500热压缩模拟试验机对6061铝合金进行热压缩实验,借助金相显微镜和透射电子显微镜研究合金在变形温度为340～490℃,应变速率为0.001～1 s-1条件下热变形和动态再结晶行为.结果 表明:6061铝合金的动态再结晶行为对变形温度和应变速率十分敏感,温度的升高和应变速率的减小都会促进动态再结...     

温度和变形量对6061铝合金粘附行为的影响

利用自行设计的卡具在电子拉伸试验机上对高温下6061铝合金在4Cr5MoSiV1热作模具钢表面的粘附行为进行了研究,定量分析了成形温度和变形量对粘附现象的影响,观察了粘附后模具的微观组织形貌。结果表明,随着温度升高,铝转移量呈现先降低后升高的趋势,450℃时铝转移量最少,而后随着温度升高,粘铝现象变得越来越严重;随着铝合金变形量的增加,铝转移量先缓慢升高,当变形量为40%时,铝转移量迅速升高,粘铝现象开始变得严重。     

超声滚压对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响

目的 研究不同静压力条件下形变诱导梯度变形层对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响。方法 使用超声滚压技术(USRP,Ultrasonic surface rolling processing)强化6061铝合金表层,采用激光共聚焦、X射线衍射等方法研究酸化Na Cl溶液体系下3种静压力条件对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响。结果 随着静压力的增大,6061铝合金表层组织呈梯度变化,且形变层深度可延伸至近300μm。在酸化NaCl溶液腐蚀加速条件下,在相同时间内滚压后试样沿晶腐蚀的路径大幅缩短,向下扩展的深度降低了50%,使得6061铝合金的抗晶间腐蚀性能显著提高。表征结果表明,晶间腐蚀扩展路径与表面粗糙度无相关性,它主要与第二相(AlFeSi相)在形变层中的弥散分布有关。未经USRP处理的6061铝合金在沿晶界连续分布的AlFeSi相促进下发生了明显的沿晶腐蚀。相比之下,经USRP处理后,AlFeSi相会因晶粒形变而呈断续分布,减弱了它在晶界区域对铝合金基体的电偶腐蚀作用,降低了腐蚀通道的连通性,从而阻碍了腐蚀路径的扩展。结论 USRP可提高6061铝合金的抗晶间腐蚀性能,其表面粗糙度并非是提高晶间腐蚀抗性的主要因素,经USRP细化和分散后的AlFeSi相是阻断沿晶腐蚀路径的关键因素。     

超声振动对6061铝合金焊接热裂纹影响

为解决硬铝合金焊接接头软化严重的问题,选用7075铝合金作为填充材料对6061铝合金进行高组配焊接.焊接接头硬度确有提升,但在焊接过程中产生了热裂纹.文中设计了一个超声辅助平台将超声振动引入到传统的钨极氩弧焊中,在确保焊接接头硬度的条件下解决焊接热裂纹的问题.结果表明,超声功率较低时热裂纹消失,但超声功率达到480 W时,热裂纹再次产生.随着超声功率的增加,焊接接头的晶粒尺寸和形状发生了变化,熔合区的柱状晶被打碎,转变为较为细小的等轴晶,焊缝中心的等轴晶也发生了细化,在功率640 W时焊缝中心的平均晶粒尺寸最小.焊接接头中的析出相数量也随着超声功率的增大逐渐增多,分布逐渐均匀,对焊接热裂纹造成影响,因此存在一个超声功率的范围,能够同时解决焊接接头软化和焊接热裂纹的问题.     

6061铝合金热变形行为及动态再结晶研究

通过Gleeble-3500热压缩模拟试验机对6061铝合金进行热压缩实验,借助金相显微镜和透射电子显微镜研究合金在变形温度为340℃?490℃,应变速率为0.001s-1?1s-1条件下热变形和动态再结晶行为。结果表明：合金的动态再结晶行为对变形温度和应变速率十分敏感,温度的升高和应变速率的减小都会促进动态再结晶的发生。基于峰值应力建立了合金热变形本构方程,计算得出热变形激活能为235.155kJ·mol-1。采用加工硬化率-流变应力曲线确定了合金热变形过程中的临界应力（应变）和峰值应力（应变）与Z参数的关系模型。随着温度的升高和应变速率的减小,DRX临界应力(应变)和峰值应力(应变)而减小。依据Avrami方程建立了合金动态再结晶体积分数模型,动态再结晶体积分数随应变的增加,呈现先缓慢增加后迅速增加再缓慢增加的特征,所建模型能够较为准确的预测该合金的动态再结晶行为。     

双级均热对6061铝合金铸锭冲压性能的影响

对6061铝合金铸锭进行了单、双级均匀化处理工艺试验,比较了铝合金板材的应变硬化指数n、塑性应变比r和强度的变化情况。结果表明,双级均热可以有效减少基体中存在Al FeSi相,同时获得较高的n值和r值,有利于室温成形。     

6061铝合金高温流变行为

利用Gleeble-3500热模拟实验机,对6061铝合金在变形温度为350℃、400℃、430℃、460℃、480℃和500℃,应变速率为0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1、1s-1和10s-1条件下进行高温压缩实验,得到的真应力-真应变曲线形态基本符合铝合金的热变形力学特征。采用Arrhenius双曲正弦关系描述6061铝合金的高温流变行为,确定其激活能Q=163.4366kJ·mol-1;基于动态材料模型理论绘制6061铝合金热加工图,确定其最佳热加工区域温度为T=420℃~450℃。     

电磁搅拌铝合金热模浇注温度对其凝固行为的影响

将电磁搅拌后不同过热温度的A356铝合金熔体浇注到约550 ℃的高温铸型中制备半固态浆料.利用光学显微镜和Image-Pro Plus图像分析软件对获得的浆料组织进行分析,研究了A356合金过热熔体在浇注过程中的凝固行为.结果表明,过热温度为710 ℃的合金熔体在随后的浇注过程中形核率小,浆料中α-Al初晶仍为发达的树枝晶组织.过热温度为670 ℃时合金熔体浇注时有效形核率开始大幅增加,初晶在数量和形状上逐渐由树枝晶趋向于非枝晶.过热温度为630 ℃的合金熔体经浇注获得的浆料组织中,平均圆整度为1.35的非枝晶在初晶中所占的比率达到约60%,晶粒平均尺寸约为30 μm.     

压力下凝固工艺参数对6061铝合金组织与力学性能影响

采用压力下凝固成型工艺制备6061铝合金,利用正交试验研究了浇注温度、比压、保压时间和模具预热温度等工艺参数对合金力学性能的影响。结果表明,工艺参数对合金力学性能影响权重不同,对抗拉强度的影响权重为:比压模具预热温度浇注温度保压时间,即比压对抗拉强度的影响最大,保压时间对抗拉强度的影响最小;各因素对伸长率的影响权重为:浇注温度模具预热温度保压时间比压,即浇注温度对伸长率的影响最大,比压对伸长率的影响最小。当浇注温度720℃、比压150 MPa、保压时间25 s、模具预热温度150℃时,铸件力学性能最佳,此时抗拉强度为181.7 MPa,伸长率为15.4%。     

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。     

工艺参数对6061铝合金多向锻造变形行为的影响

基于正交试验研究了变形道次、变形温度与变形速度等工艺参数对6061铝合金多向锻造成形过程的影响,并进行了不同变形道次下的多向锻造工艺数值模拟与试验验证,测试了变形后材料的微观组织与力学性能。结果表明,坯料在多向锻造过程中,"鼓肚"特征十分明显,中心纵剖面上金属流动呈"八"字形特征。随着变形道次的增加,材料内部累积应变量逐渐增大,变形均匀性不断提高,4道次变形后等效应变量约为2.58。试验结果与有限元模拟具有较好的一致性。随着变形道次的增加,材料内部晶粒更加细小和均匀,力学性能进一步提高。6061铝合金经4道次多向锻造变形后,显微硬度与抗拉强度大幅增加,分别达到86.1 HV与223 MPa,相比于初始铸态材料分别提高了140.5%和102.7%。     

高钛6061铝合金的热变形行为（英文）

利用应力应变曲线、热加工图,结合电子透射电子显微镜和背散射衍射技术研究在变形温度为350~510°C、应变速率为0.001~10 s-1时高钛6061铝合金的热变形行为。结果表明,该合金的热压缩变形流变峰值应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低;在实验参数范围内平均热变形激活能为185 k J/mol;建立了流变应力模型;该合金热变形时主要的软化机制为动态回复;根据材料动态模型获得了高钛6061铝合金的热加工图,最佳的热加工窗口温度为400~440°C,应变速率为0.001~0.1 s~(-1)。     

5083和6061铝合金缝隙腐蚀行为的研究

利用微电极原位测量技术和电化学噪声技术研究了5083和6061铝合金的缝隙腐蚀行为,探讨了材料的显微组织与缝隙腐蚀行为之间的相关性。结果表明,6061铝合金从缝口到缝隙内部局部腐蚀的趋势逐渐增强,对6061铝合金缝隙腐蚀起主导作用的是IR降机制;5083铝合金距缝口远处的腐蚀形态趋近局部腐蚀,距缝口近处趋近均匀腐蚀,缝隙内成分变化机制是5083铝合金缝隙腐蚀的主导因素。不同类型第二相的微电偶作用是5083和6061铝合金的缝隙腐蚀行为以及遵循的腐蚀机制不同的原因。     

6061铝合金高温拉伸流变行为

利用Gleeble3500热模拟试验机对6061铝合金进行高温拉伸实验,研究变形温度为365℃~565℃和应变速率为0.01s-1~1s-1条件下6061铝合金的高温拉伸流变行为。结果表明,6061铝合金属于正应变速率敏感材料,流变应力随应变速率的增加而增大,随温度的增加而降低;通过线性回归分析计算6061铝合金的应力指数n及变形激活能Q,获得其高温拉伸条件下的流变应力本构方程。     

铝硅合金凝固过程中的力学行为和热裂倾向性

利用自制的准固态力学性能测试装置,对铝硅合金的准固态力学性能进行了较为系统的测试,得出了反映不同含硅量铝硅合金的准固态力学行为参数(强度、断裂应变、准固态区间等),并分析了这些参数与热裂倾向性的关系。