多向锻造及时效对Mg-Gd-Y-Zr组织和力学性能的影响

利用光学显微观察(OM)、透射电子显微分析(TEM)、维氏硬度及力学性能测试等手段,研究多向锻造及时效对Mg-Gd-Y-Zr合金组织及力学性能的影响。结果表明:在1~6道次锻造变形中,随着变形道次的增加,晶粒不断细化;在6道次变形(∑ε=4.2)后样品获得最细的晶粒组织,其平均晶粒尺寸约为7.5μm;对6道次变形样品进行200℃×42 h的峰值时效处理,在晶粒内部分解出细小致密的β′相;样品经锻造后,综合力学性能较均匀化态有显著提高,且随变形道次的增加而不断增加;时效处理使材料的强度获得进一步提升,而伸长率则有所下降;其中,6道次变形样品的变形态、时效态的屈服强度、抗拉强度、伸长率分别为213、312 MPa,10.9%,327、435 MPa,3.0%。变形态样品综合力学性能的逐步提高主要归功于晶粒的不断细化,而时效态样品强度的提升以及伸长率的下降则与β′相的产生密切相关。     

扩挤变形对7A04铝合金组织与性能的影响研究

研究7A04-H112铝合金经一次扩挤变形后的显微组织和力学性能。结果表明:相对于原始态试样,一道次挤压后试样的晶粒呈条状结构分布,抗拉强度和伸长率各提升57%和22.4%;二道次后试样的晶粒呈纤维状结构,各性能也均有不同程度的提升。可见,随着挤压道次的增加,晶粒变得更加纤细,力学性能提升,并且等效应变在变形中分布比较均匀,在不同道次变形中逐渐积累。     

Zr含量对6061铝合金铸态组织及力学性能的影响

利用坩埚炉制备不同Zr含量的6061铝合金,研究Zr对合金铸态组织和力学性能影响。结果表明:Zr的加入可细化6061铝合金晶粒,随Zr的增加,合金晶粒度先增加后降低,在Zr的质量分数为0.3%时,晶粒度近似达到6级;Zr对6061铝合金的抗拉强度和硬度有一定影响,随Zr含量的增加,合金的抗拉强度和硬度先提高后降低;当Zr的质量分数为0.3%时,合金的抗拉强度和硬度达到最大值,分别为164 MPa和59.8HB。     

铸造铝合金汽车副车架的显微组织与力学性能

为满足副车架轻量化要求，探究一体铸造铝合金副车架铸造质量。对某车型砂型一体铸造铝合金副车架样件本体取样，用光学金相显微镜（OM）、拉伸试验机、维氏硬度计、扫描电镜（SEM）分析铝合金副车架本体显微组织和力学性能。结果表明：经T6态热处理，固溶538℃/12 h+时效155℃/6 h，铝合金副车架铸件的显微组织主要由α-Al基体和分布在晶界的共晶Si组成，平均抗拉强度为247.3 MPa，平均伸长率为1.9%，平均硬度为113HV，断裂形式为脆性断裂。一体铸造铝合金副车架经过疲劳耐久台架试验，纵向力耐久试验达到目标值35万次不开裂，侧向力耐久试验达到目标值30万次不开裂，顺利通过台架疲劳耐久试验。     

挤压比压对喷射沉积ZA35-3.5Mn合金组织及力学性能的影响

利用喷射沉积工艺制备ZA35-3.5Mn合金,研究挤压比压对其微观组织及力学性能的影响。结果表明:挤压比压由400 MPa升至460 MPa,锭坯合金晶粒逐渐细小,挤压比压再升高,合金组织变粗大,挤压后合金中析出富锰相。随着挤压比压的增加,抗拉强度、硬度及伸长率增加,当挤压比压为460 MPa,综合力学性能达到最大,挤压比压继续增加,抗拉强度和硬度略上升,而伸长率明显下降。     

混合稀土对AZ80镁合金显微组织和力学性能的影响

利用XRD衍射分析仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、透射电子显微镜等仪器设备研究低含量混合稀土对AZ80镁合金力学性能和显微组织的影响。结果表明:随着混合稀土含量的增加晶粒不断细化,生成的板条相Al11RE3(RE代表Ce和La)也逐渐增加,在热变形过程中阻碍位错和晶界的运动,强化合金的力学性能,其中稀土的质量分数为0.15%的合金具有最佳的力学性能;该合金挤压态下的抗拉强度为320 MPa,屈服强度为221 MPa,伸长率为16%;在175℃时效16 h的条件下,材料达到峰时效,合金性能得到进一步的提高,抗拉强度为354 MPa,屈服强度为246MPa和伸长率为9.4%。     

超声表面滚压对7075铝合金疲劳行为的影响

为探究超声表面滚压对7075铝合金疲劳行为的影响,采用超声表面轧制技术对7075铝合金试件精加工断面进行强化.用表面显微硬度测试仪、粗糙度测量仪、金相显微镜和X射线衍射应力分析仪等设备,对样品处理前后的表面粗糙度、金相、显微硬度、断裂形态和拉伸压缩疲劳性能进行分析.结果表明:超声强化后表面粗糙度从1.019μm降至0.136μm;表面显微硬度增至123.2HV0.2;表面残余应力增加-174.4 MPa,深度为1.75 mm;表层晶粒明显细化;中值疲劳寿命提高7.39倍;存活率取99.5％时,安全寿命提高5.65倍.由于表面粗糙度显著降低及更高的表面残余压应力,样品疲劳寿命显著改善.     

7B52-T6叠层铝合金焊接接头组织及疲劳损伤行为

用熔化极气体保护焊获得7B52-T6叠层铝合金焊接接头,研究接头的力学性能、显微组织、疲劳损伤行为。结果表明:接头各区由于成分和经历热循环不同,组织、性能存在差异,热影响区发生再结晶和不完全结晶,熔合区有部分细晶区,焊缝中心为等轴晶组织。接头抗拉强度为246 MPa,试样断裂于焊缝区,接头显微硬度分布不均匀,从焊缝中心到母材,显微硬度整体上升,热影响区硬度波动大。接头S-N曲线为σ=533.655-66.247lg N,中值疲劳强度为116 MPa,疲劳裂纹起源于接头表面气孔和距表面0.1 mm的内部气孔处,疲劳扩展区平坦,瞬断区的断裂方式为准解理断裂。     

制备7075铝合金厚板的复合变形模式

提出了一种制备7075铝合金厚板的多向锻造后再轧制的复合变形模式.结果发现,在250～350℃范围内,应变率为0.1s-1的条件下,经过多向变形后(变形系数达21.5),再进行轧制变形(变形系数达10.5),可使7075铝合金获得2～3μm的细晶组织.大变形条件下应变诱导高能位错区的形成及演变成再结晶核心是晶粒细化的组织特征;微细二相粒子对细晶组织的稳定极为重要.     

等通道角挤压对Mg-0.6%Zr合金力学性能和阻尼性能的影响

采用金相组织分析、显微硬度测试和DMA阻尼技术研究等通道角挤压对铸造Mg-0.6%Zr合金(质量分数)结构与性能的影响。研究结果表明,Mg-0.6%Zr合金经过ECAP变形时,发生了动态再结晶,晶粒显著细化,并随挤压温度的升高发生晶粒长大;变形后合金的室温力学性能明显改善,与铸态合金相比,显微硬度和拉伸强度均随挤压道次(1、2、4、6)的增加而增加,且合金经400℃挤压一道次后的阻尼性能优于铸态合金。     

7A05铝合金自由锻造工艺及锻件力学性能研究

为得到高性能7A05铝合金锻件,对铸造毛坯制备、锻件制备和锻件热处理进行试验研究。采用半连续铸造工艺制备铸造毛坯,铸造温度为705～710℃,冷却水压为0.05 MPa,铸造速度为50 mm/min;采用一次镦粗加一次拔长锻造工艺,终锻温度为330℃,εZ=87.7%;锻件采用固溶加时效热处理,固溶为(480±5)℃×2 h+水淬,时效为80℃×8 h+120℃×24 h。观察锻件的金相组织并测试其力学性能,锻件微观组织为变形纤维组织,横向力学性能Rm=400 MPa,Rp0.2=360 MPa,A=11%,锻件力学性能与板材力学性能相当。     

含Sc焊丝对7B52叠层铝合金焊接接头组织与性能的影响

使用1~#不含钪与2~#含钪铝镁焊丝对7B52叠层铝合金板采用MIG焊接方法进行焊接,并对焊接接头进行力学性能测试及显微组织分析研究。结果表明:采用2~#焊丝焊接板材,焊接接头焊缝区和熔合区晶粒尺寸均小于1~#焊丝焊接接头;1~#焊丝与2~#焊丝焊接接头平均抗拉强度分别为306 MPa和358 MPa,断后伸长率分别为3.3%和5.5%;添加微量钪元素后焊缝区的显微硬度也得到提高。因此,含钪铝镁合金焊丝能提高7B52叠层铝合金板材的焊缝综合力学性能,推动7B52叠层铝合金的应用。     

时效温度对车板用轧制6A01-T4铝合金力学拉伸性能和组织的影响

以6A01-T4铝合金为测试材料,经3道次轧制和不同时效温度处理,采用拉伸测试、TEM等方法分析其力学性能及组织。结果表明:3道次轧制时,轧向形成拉长的晶粒,生成许多波浪形的变形带,时效温度增加,晶粒发生细化,时效时间增加,试样位错密度降低;3道次轧制后位错密度急剧增加并缠结在一起,形成胞状结构;105℃时效处理后试样析出相粗化,析出相间距增加、数密度降低;各时效温度下拉伸测试后均出现1个明显强度峰,时效温度增加,强度峰后移,拉伸初期试样强度略微下降,之后增大至峰值再逐渐降低,最后趋于稳定。     

双级时效对7050铝合金组织和力学性能的影响

以轧制态7050铝合金板材为研究对象,设计不同二级时效温度的双级时效实验,探究其对7050铝合金组织力学性能的影响。结果表明:随时效温度的不断提升,显微硬度值都呈先增大后减小的趋势,在240℃时,达到最大值;二级时效状态下,晶内的组织形态分布较均匀,呈盘状分布,当时效温度过高时,其析出的弥散相部分消失,并呈G.P富集区数量增多及η相逐渐向η″相转变的现象,其显微硬度及力学性能降低;随时效时间的延长,晶内原有的盘状相粗化,晶界由连续晶界变为不连续晶界,合金逐渐软化,其呈过时效状态,显微硬度及力学性能由高变低。     

高强度耐候钢Q355对接接头多次焊修力学行为研究

通过焊接工艺评定试验以及疲劳试验,分析高强度耐候钢Q355GNHD正常对接接头和3次焊修接头的显微组织、常规力学性能以及疲劳结果差异。结果表明:3次焊修接头熔合良好,显微组织未见马氏体;3次焊修焊接接头和正常焊接接头的拉伸、弯曲及硬度等常规力学性能未见明显差异;3次焊修接头过热区组织粗大,冲击功有所降低,但均满足标准规定的焊接接头技术条件;两种焊接接头的疲劳性能相近,符合设计要求。     

基于ANN模型7050铝合金热轧制工艺研究

主要研究热轧制工艺对7050铝合金力学性能的影响。热轧制工艺考虑温度和热轧制的变形量,力学性能考虑屈服强度、抗拉强度、伸长率和硬度。通过拉伸实验采集不同热轧制情况下的力学性能指标,并观察相应情况下的金相结构;采用BP神经网络的方法对7050铝合金力学性能变化情况做出预测分析。结果表明:用BP神经网络的方法可以高精度地预测7050铝合金的力学性能,该方法能改善其热轧制工艺。     

深冷次序及深冷次数对快凝高硅铝合金的影响

在研究深冷处理时间对快凝高硅铝合金组织和力学性能影响的基础上,分别进行深冷次序和深冷次数对快凝高硅铝合金组织和力学性能影响的研究。结果表明,对于提高合金硬度、抗拉强度、耐磨性,采用固溶处理+深冷处理(24 h×2次)+人工时效处理为最佳。     

基于局部加热的铝与铜复合搅拌摩擦焊接头组织与性能

基于局部加热的复合搅拌摩擦焊接方法,成功实现8 mm厚商业5754铝合金和T2纯铜的可靠焊接,并进行接头显微组织、物相组成、显微硬度分布和力学性能的测试与分析。结果表明:该复合搅拌摩擦焊接头组织致密,可靠性高;接头抗拉强度为242 MPa,达到5754铝合金母材的95%,达到T2纯铜母材的82%;接头焊核区由单质Al相、Cu相和Al2Cu相共同组成。     

钴基合金-碳化钨硬面涂层疲劳强度的研究

采用正火处理提高涂层基体的硬度,分析了热处理前后涂层和基体的硬度分布,以及涂层的微观组织,并通过旋转弯曲疲劳试验比较涂层试样与未涂层试样的疲劳强度。试验结果表明:正火处理提高基体硬度,而涂层硬度基本不变;正火处理基本没有改变涂层的组织结构;在相同的寿命下,涂层试样的疲劳强度提高了60-80MPa。     

累积复合轧制不锈钢钢板的组织和性能

采用累积复合轧制技术(ARB)成功制备2、4、8、16层不锈钢钢板,通过对不同道次金属材料的测试和分析。结果表明:随累积变形量的增加,材料组织显著得到细化,材料的抗拉强度、硬度提高和界面结合强度的增强,如经过ARB4道次后,试样晶粒直径达到1~2μm,抗拉强度提高了约1倍;材料延伸率随着ARB累积变形量的增加显著下降,ARB4道次后其断后伸长率仅为5.8%。